Плазма крови, ее состав. Форменные элементы крови, их строение и функции

Цель урока: создать условия для осмысления новой учебной информации, проверки уровня усвоения системы знаний и умений.

Задачи:

• Образовательные: познакомить учащихся с составом и значением плазмы и форменных элементов крови;
• Развивающие: формировать умения: самостоятельно работать с текстом учебника, с микропрепаратами и микроскопом, логически мыслить и оформлять результаты мыслительных операций в устной и письменной форме;
• Воспитательные: воспитание самостоятельного мышления.

Методы работы и приёмы обучения:

Словесно – наглядный, самостоятельная работа в группах, лабораторная работа, частично – поисковый.

Формы организации познавательной деятельности: индивидуальная и групповая.

Оборудование: таблица “Кровь”, микропрепараты крови лягушки и человека, экран, компьютер, видеопроектор.

I. Организационный момент.

II Изучение нового материала.

Вступительное слово учителя.

Мефистофель, предлагая Фаусту подписать союз с “нечистой силой”, говорил: “Кровь, надо знать, совсем особый сок”. В этих словах отражается мистическая верование в кровь как нечто таинственное.

За кровью признавалась могучая и исключительная сила: кровью скреплялись священные клятвы; древние греки приносили кровь в жертву своим богам.

Действительно, кровь – самая удивительная ткань нашего организма. Подвижность крови – важнейшее условие жизни организма.

С развитием науки человеческий разум все глубже проникает во многие тайны крови.

2. Ребята прочитайте текст статьи “состав крови” (стр. №1) и затем вместе составим схему “Состав крови”

Кровь состоит из плазмы и форменных компонентов крови. Процентное соотношение плазмы и форменных элементов крови называется гематокритом. У здоровых людей примерно 55% плазмы и 45% форменных элементов крови. Величина гематокрита может быть одним из показателей при установке диагноза того или другого заболевания. Например, анемия(малокровие), увеличивается объем плазмы.

3. На страницы 1 прочитайте статью “Плазма крови”. Затем ответим на вопросы и также

составим схему

1)Что представляет собой плазма крови?

(плазма представляет собой бесцветную прозрачную жидкость).

2)Каков состав плазмы?

(плазма состоит из неорганических(90% -вода и различные минеральные соли) и

органических веществ).

4. Ребята, теперь выясним особенности строения и значение форменных элементов крови (прочитайте статью на стр.3 и просмотрите таблицу на стр.2 “Эритроциты”).

1.Эритроциты – представляют собой безъядерные клетки, двояковогнутой формы. Они эластичны, что позволяет им проходить по узким капиллярам.

Каковы размеры эритроцитов? Диаметр 7-8 мкм, а толщина 2-2,5 мкм.

Что увеличивает поверхность эритроцитов? Отсутствие ядра и форма двояковогнутой линзы увеличивает поверхность эритроцитов.

Сколько эритроцитов в 1 мм³? В 1 мм³ от 4.5 до 5.5 млн. эритроцитов. Количество эритроцитов не строго постоянно. Оно может значительно увеличиваться при недостатке кислорода, при мышечной работе. У людей живущих в высокогорных районах, эритроцитов примерно на 30% больше, чем у жителей морского побережья.

Как вы думаете, как чувствует себя человек в первые дни пребывания в горной местности? В первые дни пребывания в горной местности человек испытывает слабость, головокружение, снижается его работоспособность.

Как вы думаете, с чем это связано? Эти явления связаны с недостаточным поступлением в организм кислорода в условиях разряженного воздуха. Через некоторое время состояние человека значительно улучшается, так как в организме увеличивается количество эритроцитов, а следовательно улучшается обеспечение его кислородом.

Какова продолжительность жизни эритроцитов? Эритроциты живут 100-120 суток.

Где они образуются в организме? Образуются в красном костном мозге.

Какую роль в организме они играют? Выполняют дыхательную функцию.

5. Какое строение имеют лейкоциты. (Прочитайте статью на стр.4 и таблицу на стр. 2)

Лейкоциты или белые клетки крови имеют ядро и форма у них не постоянна. Некоторые из белых кровяных клеток — лимфоциты находятся преимущественно в лимфе.

Сколько лейкоцитов в 1 мм³? В1 мм³ – 6-8 тыс.

Какова продолжительность жизни лейкоцитов? Живут от 10 дней до нескольких часов.

Где в организме образуются лейкоциты и лимфоциты? Образуются в красном костном мозге, в селезенке, в лимфатических узлах.

Какую роль в организме они выполняют? Лимфоциты и лейкоциты играют большую роль в защитных реакциях организма. Лейкоциты способны проникать через стенки капилляров и выходить в межклеточную жидкость. Они защищают организм от болезнетворных микробов. Лейкоциты обволакивают чужеродные тела ложноножками, втягивают внутрь, а затем переваривают. Процесс поглощения и переваривания лейкоцитами микробов и других чужеродных веществ называется фагоцитозом, а сами клетки – фагоцитами. Это явление было открыто и изучено русским ученым И.И Мечниковым. . Раздражителями для привлечения лейкоцитов являются вещества, выделяемые бактериями.

6. Ребята поговорим о кровяных пластинках – тромбоцитах. (Просмотрите статью “Тромбоциты” на стр.5)

Сколько тромбоцитов в 1 мм³? В 1 мм³ до 400 тыс. тромбоцитов.

Какова продолжительность жизни тромбоцитов? Живут 5-7 дней.

Где образуются в организме? Образуются в красном костном мозге.

Какую функцию выполняют тромбоциты в организме человека? Основная функция связана с процессом свертывания крови.

Свертывание крови является важной защитной реакцией организма от потери крови при ранениях. В свертывании крови участвуют различные вещества, находящиеся в крови и в окружающих тканях. Особо важную роль играют кровяные пластинки – тромбоциты и соли кальция. При повреждении кровеносных сосудов нежные, нестойкие тромбоциты разрушаются, при этом в плазму выделяется особый фермент – тромбин. Соли кальция активизируют деятельность фермента – тромбона. Под действием фермента тромбина происходит цепь химических реакций, в результате которых растворимый белок плазмы фибриноген превращается в нерастворимый – фибрин. Фибрин выпадает в виде тонких нитей. Эти нити образуют густую сеть, в которой задерживаются клеткой крови, образуется, тромб. Постепенно происходит уплотнение тромба. Уплотняясь, он стягивает края раны и этим способствует ее заживанию. Если в плазме крови отсутствует белок фибриноген, то наступает заболевание – гемофилия, или кровоточивость. Даже небольшое ранение может вызвать у них опасное кровотечение.

Заключение. Мы познакомились с форменными элементами крови и их функциями

7.Теперь перейдём к выполнению практической части нашего урока.

Выполним лабораторную работу на тему: “Микроскопическое строение крови человека и лягушки”.

Ребята прочитайте инструктивную карточку по выполнению работы на стр.6

Цель работы: познакомиться со строением эритроцитов человека и лягушки; найти черты сходства и различия; ответить на вопрос: “Чья кровь переносит больше кислорода — кровь человека или лягушки? Почему?”.

Оборудование: готовые окрашенные микропрепараты крови человека и лягушки, микроскопы; таблица “Кровь”.

Ход работы

1)Подготовить микроскоп к работе.

2)Установить под микроскопом микропрепарат крови человека.

3)Рассмотреть препарат. Найти эритроциты.

4)Установить под микроскопом микропрепарат крови лягушки.

5) Рассмотреть эритроциты крови лягушки.

6)Сделать выводы:

-Чем эритроциты лягушки отличаются от эритроцитов человека?

-Чья кровь переносит больше кислорода — кровь человека или лягушки? Почему?

Выводы:

1. Эритроциты человека, в отличие от лягушки, не имеют ядра и приобрели двояковогнутую форму. 2. Эритроцитов человека переносят больше кислорода, чем эритроциты лягушки. Это объясняется, с одной стороны, тем, что эритроциты человека меньше по размерам, чем эритроциты лягушки ,и поэтому быстрее переносятся током крови. С другой стороны, утратив ядро, что значительно увеличило их поверхность и позволило одновременно переносить большое количество молекул кислорода. 3.Эритроциты лягушки громоздкие, поэтому передвигаются медленнее.

8.Следующий этап урока (работа с дифференцированными заданиями в группах, каждая группа выбирает руководителя, в обсуждении заданий принимают участие все члены группы )

а). Вопросы и задания для проверки знаний на базовом уровне:

Карточка № 1

1)Почему потребность в кислороде в процессе эволюции животных возросла? (Потому что увеличивалась интенсивность обмена вещества)

2)Во сколько раз количество эритроцитов у человека больше ,чем у лягушки? (У человека в 1 мм³ в 200-300 раз эритроцитов больше, чем в 1 мм³ лягушки?

Карточка № 2

1. Какой состав имеет плазма крови? (вода + минеральные вещества + органические вещества).
2. Чем сыворотка крови отличается от плазмы? (плазма крови без белка фибриногена).

Карточка № 3

1. Где образуются форменные элементы крови? (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты — красный костный мозг, лимфоциты образуются также в селезёнке, в лимфатических узлах ).
2. Из чего состоит кровь? (плазма крови + форменные элементы крови).

б). Вопросы и задания для проверки знаний на повышенном уровне:

Карточка № 4

1. Зачем больному делают анализ крови? (состояние крови, то есть количество ферменных элементов, содержание гемоглобина, химический состав плазмы и т.д. могут свидетельствовать о состоянии здоровья человека, о виде недуга. Например, повышенное содержание лейкоцитов может указывать на воспитательный процесс в организме; низкий гемоглобин или уменьшенное количество эритроцитов — об анемии и т. д.).
2. Почему при малокровии больным дают лекарства, содержащие соединения железа? (во всех случаях малокровия в крови уменьшается количество гемоглобина, в результате чего ткани испытывают недостаток кислорода. Эритроциты содержат – гемоглобин (гемо — железосодержащая часть гемоглобина). Гемоглобин легко соединяется с кислородом и так же легко его отдает).

I I I . Закрепление знаний.

1. Дать определение терминам и понятиям:

кровь – это жидкая соединительная ткань;

плазма – это бесцветная жидкая часть крови;

эритроциты – это красные клетки крови;

лейкоциты – это белые клетки крови;

глобин – это белок, который входит в состав гемоглобина;

гомеостаз – это постоянство внутренней среды организма; тромбоциты — это кровяные пластинки; фибриноген — это растворимый белок плазмы; гемофилия — кровоточивость; малокровие — это недостаточное количество эритроцитов или гемоглобинов эритроцитов.

I V. Подведение итога урока.

Кровь – жидкая соединительная ткань, которая состоит из плазмы и форменных элементов: красных кровяных клеток — эритроцитов, белых кровяных клеток- лейкоцитов и кровяных пластинок- тромбоцитов.

См. презентацию.

Строение сердца человека и особенности его работы. Пройдите обследование своего сердца в МЕДСИ

Сердце человека располагается в грудной клетке, ориентировочно в центре с небольшим смещением влево. Представляет собой полый мышечный орган. Снаружи окружено оболочкой – перикардом (околосердечной сумкой). Между сердцем и околосердечной сумкой находится жидкость, увлажняющая сердце и уменьшающая трение при его сокращениях.

Сердце разделено на четыре камеры: две правые – правое предсердие и правый желудочек, и две левые – левое предсердие и левый желудочек. В норме правая и левая половины сердца между собой не сообщаются. При врожденных пороках в межпредсердной и межжелудочковой перегородках могут сохраняться отверстия, через которые кровь попадает из одной половины сердца в другую. Предсердия и желудочки соединяются между собой отверстиями. 

По краям отверстий располагаются створчатые клапаны сердца: справа – трехстворчатый, слева – двустворчатый, или митральный. Двустворчатый и трехстворчатый клапаны обеспечивают ток крови в одном направлении – из предсердий в желудочки. Между левым желудочком и отходящей от него аортой, а также между правым желудочком и отходящей от него легочной артерией тоже имеются клапаны. Из-за формы створок они названы полулунными. Каждый полулунный клапан состоит из трех листков, напоминающих кармашки. Свободным краем кармашки обращены в просвет сосудов. Полулунные клапаны обеспечивают ток крови только в одном направлении – из желудочков в аорту и легочную артерию.

Работа сердца включает две фазы: сокращение (систола) и расслабление (диастола). Сердечный цикл состоит из сокращения предсердий, сокращения желудочков и последующего расслабления предсердий и желудочков. Сокращение предсердий длится 0,1 сек, сокращение желудочков – 0,3 сек.

• Во время диастолы: левое предсердие наполняется кровью, через митральное отверстие кровь перетекает в левый желудочек, во время сокращения левого желудочка кровь выталкивается через аортальный клапан, попадает в аорту и разноситься по всем органам. В органах происходит передача кислорода тканям организма, для их питания. Далее кровь по венам собирается в правое предсердие, через трикуспидальный клапан попадает в правый желудочек. 

• Во время систолы желудочков: венозная кровь выталкивается в легочную артерию и попадает в сосуды легких. В легких кровь оксигенируется, то есть насыщается кислородом. Насыщенная кислородом кровь через легочные вены собирается в левое предсердие.

Ритмичное, постоянное чередование фаз систолы и диастолы, необходимое для нормальной работы, обеспечивается возникновением и проведением электрического импульса по системе особых клеток – по узлам и волокнам проводящей системы сердца. Импульсы возникают вначале в самом верхнем, так называемом, синусовом узле, который располагается в правом предсердии, далее проходят ко второму, атрио-вентрикулярному узлу, а от него – по более тонким волокнам (ножкам пучка Гиса) – к мышце правого и левого желудочков, вызывая сокращение всей их мускулатуры.

Самому сердцу, как и любому другому органу для питания и нормальной деятельности требуется кислород. К сердечной мышце он доставляется по собственным сосудам сердца – коронарным. Иногда эти артерии называют венечными.

Коронарные сосуды отходят от основания аорты. Делятся на правую коронарную артерию и левую коронарную артерию. Левая коронарная артерия в свою очередь разделяется на переднюю межжелудочковую и огибающую артерии. Правая коронарная артерия кровоснабжает стенки правого предсердия и желудочка, заднюю часть межжелудочковой перегородки и заднюю стенку левого желудочка, синусовый и атриовентрикулярный узел. Левая коронарная артерия снабжает кровью переднюю часть межжелудочковой перегородки, переднюю и боковую стенки левого желудочка, левое предсердие.

Нормальная частота сердечных сокращений колеблется от 55 до 85 в мин. При нагрузке частота закономерно увеличивается. Определить частоту сердечных сокращений можно по пульсу. 

Пульс – это колебания артериальной стенки, возникающие при каждом сокращении сердца.

Движение крови по сосудам зависит от создаваемого сердцем давления в момент выброса крови и сопротивления стенок сосудов току крови. Давление в аорте в момент сокращения желудочков сердца является максимальным, и называется систолическим. Во время расслабления в левом желудочке сохраняется остаточное давление, которое называется диастолическим. На величину кровяного давления влияют просвет кровеносных сосудов, вязкость крови, количество циркулирующей в сосудах крови. По мере удаления от сердца давление крови уменьшается и становится наименьшим в венах. Разность между высоким давлением крови в аорте и низким давлением в полых венах обеспечивает непрерывный ток крови по сосудам.

Что такое печень?

На протяжении  последних двух  тысячелетий взгляды на строение и функцию  печени претерпели  существенные изменения. Но печень всегда  воспринималась как орган  особого значения. Она была хорошо изучена с анатомической точки зрения еще с древних времен. Отношение человека к печени всегда было почтительное. 

Так что же представляет собой этот важный орган?

Печень — это универсальный орган, масса которого составляет 1,2-1,5 кг у взрослого человека, отсутствие его несовместимо с жизнью.

Находится печень в правом подреберье и в норме не выступает за край реберной дуги, состоит из 2-х частей – левой и правой, разделенных между собой связкой, и имеет 4 доли: левую, правую, квадратную и хвостовую. Желчь собирается в правый и левый печеночный протоки. Всю поверхность печени покрывает тонкая капсула, называемая капсулой Глиссона. Аналогичная соединительная ткань составляет как бы корсет (или внутренний поддерживающий каркас) печени, разделяет ее ткань на большое количество маленьких долек и содержит в себе сосуды и нервы.

Печень имеет своеобразную кровеносную систему, которую образно называют чудесной сетью. Особенностью является то, что печень имеет два приносящих кровеносных пути и один — выносящий. Приносящие кровеносные пути это артериальная кровь, которая поступает из общей печеночной артерии и венозная кровь, которая поступает из воротной вены (собирающей ее от непарных органов брюшной полости). Выносящее венозное русло  представлено печеночными венами, которые впадают в нижнюю полую вену. Капиллярное русло представлено синусоидами, в которых циркулирует смешанная кровь.

При этом печень фильтрует, «процеживает» все получаемые при всасывании в кишечнике вещества и разрушает токсины;  затем током крови, часть питательных веществ, усваиваясь, откладывается в печени, а часть «очищенных и «обработанных»»питательных веществ распределяются по всему организму через печеночные вены, осуществляющие отток крови от печени.

Печень является как бы сторожем, привратником или барьером между пищеварительным трактом и другими отделами человеческого тела. Печень управляет большими количествами аминокислот, углеводов, липидов, витаминов и вредных веществ, попадающих в организм с пищей и водой.

Помимо кровеносных сосудов у печени имеется разветвленная сеть желчных капилляров и желчных протоков, по которым выработанная в печени желчь поступает в общий желчный проток и накапливается в желчном пузыре, поступая в тонкую кишку по мере необходимости в переваривании жиров.

 

Функции печени:

Основная функция печени заключается в захвате всех веществ из кишечника с их последующей «обработкой», накоплением и распределением в кровь и желчь.  Печень обезвреживает токсины, которые образуются в организме как следствие обменных реакций и «решает» куда складировать или как выводить их. В печени также происходит биотрасформация лекарств, поступающих в организм извне токсических продуктов.

Печень соответствует большому химическому заводу, на котором синтезируется огромное количество веществ.
При этом печень создает полезные питательные вещества, часть из которых, например гликоген, в ней же и накапливаются. Из обильного сырья печень синтезирует необходимые для жизни белки, жировые или углеводные соединения, гормоны. Исходные материалы черпаются из пищи и частично поставляются кишечной флорой.

Печень является важнейшим органом, осуществляющим синтез белков: она синтезирует 12 – 15 г альбумина в сутки. Материалом для образования белков служат аминокислоты, которые могут поступать пищей, образовываться при распаде белков и синтезироваться самим организмом.  Наиболее интенсивный распад белков также происходит в печени.

Печень – основное место образования факторов свертывания крови. Она также выполняет свою роль в обмене липидов.

Одна из важнейших функций печени – образования и секреция желчи, что является активным процессом, протекающим с использованием АТФ. Образование желчи начинается в печеночной клетке – гепатоците, этот процесс продолжается в желчных протоках, их эпителий способен секретировать  и реабсорбировать жидкость и электролиты. По желчным протокам желчь поступает в желчный пузырь, далее – при сокращениях желчного пузыря желчь поступает в кишечник. Общий объем выделяемой в сутки желчи колеблется от 250 до 1100мл

Переваривание жиров

Основная роль желчи – участие в переваривании жиров. Печень вырабатывает желчные кислоты, которые эмульгируют жиры, тем самым облегчая их  обработку другими ферментами, которые выделяет поджелудочная железа.

Функция накопления

Многие витамины, железо, энергоемкое вещество гликоген откладываются в печеночной ткани (у здоровых людей количество гликогена составляет около 6% веса печени и при больших энергетических затратах может очень быстро переходить  в легко усвояемый энергоноситель глюкозу. При некоторых заболеваниях печени способность к образованию гликогена  часто ограничена, и вместо него откладывается жир, что приводит к жировому перерождению органа, которое при длительном течении  и без соблюдения диеты, здорового образа  жизни и медикаментозной поддержки, может развиться в гепатит.

Способность к восстановлению

Печень обладает удивительным свойством восстановления и заживления (регенерации), как ни один другой орган у человека. Способностью к регенерации печень во многом обязана особенностями своего строения и вышеперечисленными функциями – синтетической, обезвреживающей, накопительной.

Главной функциональной единицей печени является гепатоцит, нормальная печень взрослого человека содержит около 250 биллионов гепатоцитов , гепатоциты составляют около 60% ткани печени. Гепатоциты анастомозируют друг с другом  и представляют собой полярные клетки, как и другие клетки, они имеют цитоплазматическую мембрану, В местах акастомозов между гепатоцитами эта мембрана носит название каналикулярной, здесь образуются первые каналикулы и сюда осуществляется секреция желчи. Второй полюс мембраны называется синусоидальным, так как он обращен к синусоидам. Синусоиды — это видоизмененные капилляры печени, их функция заключается в осуществлении барьера: печеночная ткань —  кровь.  Синусоиды представлены эндотелиальными клетками, те клетки, которые выполняют опорную функцию, называют простыми, существуют еще активные эндотелиальные клетки, которые способны к фагоцитозу, их называют купферовскими клетками. От гепатоцитов синусоиды отделяются перисинусоидальным пространством Диссе.  Необходимо обратить внимание на существование клеток Ито, их называют липоцитами или жиронакапливающими клетками в связи со способностью накапливать липиды, еще их называют фибробластами, т.к. они способны синтезировать соединительную ткань.
Структурно функциональной единицей органа, которая выделяется при ее микроскопическом исследовании, является печеночная долька, которая образована анастомозирующими между собой гепатоцитами, расположенными радиально и сходящимися в печеночной вене. Условно в дольке различают три зоны: центральную — вокруг печеночной вены (зона 1), промежуточную (зона 2) и периферическую( зона 3)в области портального поля.
Паренхима печени может быть функционально разделена  на участки, которые называют ацинусами.
Ацинус это участок паренхимы, осью которого является портальная триада, ограничены ацинусы центральными венами двух смежных печеночных долек. Портальная триада образована терминальной печеночной артериолой, портальной венулой и одним или несколькими желчными протоками.   Анастомозирующие гепатоциты называют печеночными балками или трабекулами, между ними располагаются синусоиды, по которым циркулирует смешанная артериально-венозная кровь, поступающая по печеночной артерии и воротной вене. Центр дольки — печеночная вена, на периферии дольки расположено портальное поле.   Нормальная структура и функция органа складывается из нормальной структуры и функции клеток, которые его составляют, а если говорить о нормальной функции клеток, то она возможна при условии нормального функционирования всех клеточных структур.

Основные клеточные структуры: митохондрии — силовые установки клетки, которые генерируют энергию, эндоплазматический ретикулум — содержит ферментные системы, участвующие в метаболизме ряда токсических соединений, аппарат Гольджи — основная функция связана с секреторной деятельностью клетки (гликопротеины, полисахариды).
Существует такая важная ультраструктура, без которой  погибнет и сама клетка и ее органеллы как мембрана. 

Цитоплазматическая мембрана гепатоцита имеет приблизительно такое же строение, как и мембраны других клеток, она имеет трехслойное строение, содержит липиды, гликолипиды, фосфолипиды, белки, она снабжена системой пор для сообщения  клетки с внеклеточной жидкостью.

Строение крови человека и её функции

1. Кровь-носительница жизни

Задачи:
1.
2.
3.
Систематизировать представление учащихся о
строении крови человека и её функциях;
Продолжить формирование у учащихся
представлений об механизмах свертывания
крови и их значении,
О переливании крови и его значении для
сохранении жизни и здоровья человека;
«Кровь-носительница жизни.»
(Страницы урока)
1 «Внутренняя
среда организма»
2
«Состав и
функции крови»
«Лабораторный
практикум»
3 «Эритроциты.
Переливание
крови»
5
«Лейкоциты.
Иммунитет»
4
«Тромбоциты.
Свёртывание крови»
Стр. 1. Внутренняя среда организма
и её компоненты.
Клетка является открытой биологической системой.
Межклеточное вещество
к
р
о
в
ь
биосинтез
кислород
углекислый газ
вода
питательные
вещества
продукты обмена
распад
ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА
• Что необходимо клетке для поддержания протекающих в ней процессов
жизнедеятельности?
• Откуда получает клетка все необходимые для неё вещества?
• Какова судьба продуктов обмена, образовавшихся в процессе распада и
биосинтеза?
л
и
м
ф
а
Компоненты внутренней
среды организма
жидкая
Кровь
соединительная
ткань
жидкость, омывающая
Межклеточное
каждую клетку и
вещество
имеющая
определённый
химический состав
межклеточное
Лимфа
вещество,
поступившее в
лимфатические
сосуды
Взаимосвязаны ли между собой компоненты внутренней среды
организма?
Свойство внутренней среды организма.
Гомеостаз – это постоянство химического состава и физикохимических свойств внутренней среды организма.
Выдающейся французский учёный Клод Бернар утверждал, что
«Постоянство внутренней среды организма – залог его свободной и
независимой жизни».
Американский физиолог У. Кеннон ввел понятие «гомеостаз»
Почему же сохранение гомеостаза
столь важно, для нормального
функционирования
клеток
и
организма в целом?
Роль внутренней среды в жизнедеятельности организма.
Внутренняя среда является промежуточным звеном в обмене веществ:
а) между клетками внутри организма;
б) между клетками и внешней средой.
Таким образом, внутренняя среда играет связующую роль, объединяя
клетки в целостный организм и обеспечивая их связь с внешней средой.
Основные выводы.
1. Внутренняя среда организма состоит
из трёх жидкостей (кровь,
межклеточная жидкость, лимфа), которые взаимосвязаны между собой.
2. Постоянный состав внутренней среды организма обеспечивает
нормальный обмен веществ в клетках и выполнение свойственных им
функций.
3. Постоянство внутренней среды организма (гомеостаз) поддерживается
непрерывной согласованной работой органов и тканей.
4. Поддержание гомеостаза – единственно возможный способ существования
любой открытой системы, находящейся в постоянном контакте с
внешней средой.
Стр.2. Состав крови
• Что такое кровь?
• Так как кровь – это ткань, что же будет входить в её состав?
Кровь
Межклеточное
вещество
Плазма
Клетки крови
Форменные элементы
крови
тромбоциты
эритроциты
лейкоциты
Плазма крови
Что такое плазма крови?
Составим схему строения плазмы крови
Плазма крови
Органические вещества
Неорганические вещества
вода
минеральные соли
белки
жиры
углеводы
витамины,
гормоны и др.
90%
10%
Объясните, почему кровь – это жидкость?
Форменные элементы крови
Тромбоциты
Эритроциты
Лейкоциты
1. Кровяные пластинки
участвуют вформы
2. Неправильной
свёртывании
крови
3. Ядра
нет
1. Красные клетки
крови
2. Форма
участвуют в
двояковогнутого
диска
транспорте газов
3. Ядра нет
1. Белые клетки крови
2. Неправильной формы
(передвигаются
участвуют
в защитных
активно при
помощи
реакциях
организма ложноножек)
3. Естьиммунитете
ядро
Функции крови
Зная особенности строения крови, назовите её функции.
Функции крови
Защитная
Транспортная
Регуляторная
Основные выводы.
1. Кровь – это жидкая соединительная ткань, состоящая из плазмы и
форменных элементов крови.
2. Плазма – это полупрозрачная жидкость, состоящая из воды,
минеральных солей, белков, жиров, углеводов и некоторых других
веществ.
3. Форменные элементы крови – тромбоциты, эритроциты, лейкоциты.
4. Кровь выполняет защитную, транспортную, регуляторную функции.
Стр.3. Строение эритроцитов
Схема эритропоэза
Каковы функции эритроцитов?
Практическая работа
«Рассматривание крови человека и лягушки
под микроскопом»
Задания:
1. На препаратах №1 и №2 рассмотрите эритроциты .
2. Выясните, в чем их различие.
3. На каком препарате кровь лягушки и на каком кровь
человека и почему?
Группы крови
Модель мембраны эритроцита
со встроенными молекулами групп
крови разных систем
1.
2.
Схема совместимости
групп крови при переливании
Правила переливания крови:
Необходимо учитывать группу крови донора и реципиента
Необходимо учитывать Rh-фактор донора и реципиента
Основные выводы.
1. Эритроциты – это красные клетки крови, обеспечивающие транспорт
газов, их мембраны содержат информацию о группах крови.
2. Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска, не содержат ядра.
3. При переливании крови необходимо учитывать:
* группу крови * Rh-фактор

14. Стр.4 Свёртывание крови и образование тромба

Растворимый белок фибриноген превращается в нерастворимый
белок фибрин:
Фибриноген + Са2+
Ферменты
тромбоцитов
Фибрин
Свёртывание крови и образование тромба
Что такое гемофилия?
Основные выводы.
1. Тромбоциты – кровяные пластинки неправильной округлой формы.
2. Основная функция тромбоцитов – участие в свёртывании крови.

16. Тромбоциты (неклеточные форменные элементы крови)

Округлые, овальные пластинки
Безъядерные
Образуются в красном костном мозге
Разрушаются в селезенке
Продолжительность жизни 5-7 суток
Скорая помощь – свертывание крови
Травма
разрушение тромбоцитов
фибриноген
фибрин
тромб
соли Са, витамин К
Гемофилия – наследственная болезнь
несвертывания крови

17. Семья Романовых

Стр.5 Строение и функции лейкоцитов. Иммунитет
Лейкоциты
Лейкоциты, белые клетки крови, и
среди них фагоциты (макрофаги,
нейтрофилы),
астоциты,
еозинофилы, базофилы обнаруживают
и уничтожают опасные, инородные
или ненужные клетки
Т-лимфоциты на раковой
клетке
Т-лимфоциты
уничтожают
раковые клетки самостоятельно, либо
посылают сигнал иммунной системе,
которая выделяет другие клетки, для
уничтожения раковых образований.
Это — клеточное звено иммунитета.
В-лимфоциты
В-лимфоциты — осуществляют
эффективное
обезвреживание
чужеродных частиц на расстоянии,
путем
выработки
молекул
иммуноглобулина.
Это
гуморальное
звено
иммунитета.
ЛЕЙКОЦИТЫ
ЛИМФОЦИТЫ
В — клетки
Антитела
соединяются
с бактериями
и делают их
беззащитным
и против
фагоцитов
ФАГОЦИТЫ
Т — клетки
Особые вещества
вызывают
гибель
бактерий и
вирусов
Иммунная реакция
Фагоцитоз
Периоды жизни лейкоцитов
Фагоцитоз
фагоциты
Образование антител
поглощение фагоцитами
чужеродных тел
Воспалительная реакция
Иммунитет
Что такое иммунитет?
Иммунитет – это защитная реакция
организма, связанная с фагоцитозом и
выработкой антител.
Естественный
Искусственный

25. ИММУНИТЕТ

Естественный
Врождённый
(человек не
болеет
некоторыми
болезнями
животных)
Приобретённый
(возникает после
перенесения
болезни)
Искусственный
Активный
(возникает
после
введения
вакцины)
Пассивный
(возникает
после
введения
лечебной
сыворотки)
Основные выводы.
1. Лейкоциты – белые клетки крови, имеющие ядроо.
2. Лейкоциты не имеют постоянной формы, способны к активному
передвижению.
3. В зависимости от того как лейкоциты «борются» с чужеродными
телами, их подразделяют на фагоциты и лимфоциты.
4. Лейкоциты выполняют защитную функцию.
Похоже, что кровь все-таки нечто
большее чем просто набор
биохимических соединений…
Она- носительница
жизни

Наука в Сибири | Зачем человеку нужна селезенка?

Отвечает: 

заместитель директора ИХБФМ СОРАН по научной работе, заслуженный врач России доктор медицинских наук Андрей Иванович Шевела

Селезенка на протяжении многих веков считалась одним из самых важных  и самых таинственных органов человека. Античные врачи полагали, что селезенка влияет на эмоциональное состояние человека. Именно поэтому возник термин иппохондрия (греч. – «в подреберье»). Великий врачеватель Гален полагал, что селезенка является источником «черной желчи» или «меланхе».   Лишь недавно, по меркам истории, ученые приоткрыли завесу тайны, однако и сегодня невозможно в полной мере ответить на вопрос «зачем человеку селезенка»?

Наиболее важной является, безусловно, иммунная функция селезенки. Именно в селезенке синтезируются специфические антитела, которые помогают организму бороться с различными инфекциями (как вирусными, так и бактериальными). Кроме того, именно селезенка является основным  источников циркулирующих в крови иммунных клеток – лимфоцитов.  Клетки селезенки способны захватывать и перерабатывать токсины, разрушать нерастворимые компоненты поврежденных при ожогах, механических травмах тканей.

Фильтрационная функция селезенки заключается в контроле за форменными элементами крови. Именно селезенка является местом, где происходит распознавание и разрушение «старых» эритроцитов. При этом гемоглобин, содержащийся в красных кровяных тельцах, также проходит несколько стадий трансформации, в результате которых образуется билирубин и содержащий железо трансферрин. Билирубин с кровью переносится в печень и становится одним из компонентов желчи. Белок трансферрин попадает в  костный мозг, где снабжает железом вновь образующиеся эритроциты. Важной является способность селезенки разрушать дефектные эритроциты, которые появляются при некоторых видах анемий. Селезенка не только разрушает, но и накапливает форменные элементы крови — эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. В частности, в ней содержится более половины циркулирующих тромбоцитов, которые при необходимости могут быть выброшены в периферическое русло. При патологических состояниях скопление их иногда столь велико, что может привести к значимому снижению количества тромбоцитов в периферической крови.

Селезенка при необходимости – нагрузки, экстремальные ситуации, травмы, некоторые состояния, сопровождающиеся нарушением оттока крови (например, портальная гипертензия) и т.д., может стать мощным депо крови. Сокращаясь, селезенка способна выбрасывать в сосудистое русло накопившуюся в ней кровь. При этом объем селезенки уменьшается, а количество эритроцитов в крови увеличивается.

При некоторых заболеваниях, сопровождающихся угнетением функции костного мозга, селезенка способна взять на себя кроветворные функции, в этом случае она становится главным органом внекостномозгового кроветворения.
Селезенка не является жизненно важным органом, поэтому возможно удаление этого органа вследствие развития некоторых заболеваний и после травмы. У людей, перенесших такую операцию, значительно возрастает риск бактериальных инфекций, вплоть до развития сепсиса. Кроме того, появляются стойкие пожизненные изменения в количестве и строении красных кровяных телец.

Фото: cnmt.ru
 

Поделись с друзьями: 

Лабораторная работа «Микроскопическое строение крови человека и лягушки» 8 класс

Лабораторная работа «Микроскопическое строение крови человека и лягушки». Цель: изучить строение крови человека и лягушки. Сравнить и определить, чья кровь способна переносить больше кислорода. Кровь лягушки Кровь человека Ход работы

• Кровь человека

1. Рассмотреть препарат крови человека под большим увеличением

2. Какова форма, относительная величина и количество

эритроцитов и лейкоцитов?

3. Зарисуйте 3 – 4 эритроцита и 1 лейкоцит, обозначьте клетки и

ядро лейкоцита.

• Кровь лягушки

1. При том же увеличении микроскопа рассмотрите препарат крови

лягушки.

2. Какова относительная величина, форма и количество эритроцитов и

лейкоцитов в препарате?

3. Зарисуйте 3 – 4 эритроцита и 1 лейкоцит, обозначьте клетки и их ядра.

Эритроциты

клеточная мембрана

цитоплазма

Кровь человека

Эритроциты (от греч. ἐρυθρός — красный и κύτος — вместилище, клетка) — красные кровяные клетки крови. Имеют форму двояковогнутых дисков и напоминают сплющенный шаровидный предмет или круг с уплощенными краями. У млекопитающих эритроциты не имеют ядра. Переносят кислород от органов дыхания к тканям и диоксид углерода от тканей к органам дыхания. Содержимое эритроцитов представлено главным образом дыхательным пигментом – гемоглобином, обуславливающим красный цвет крови. Количество эритроцитов в крови в норме поддерживается на постоянном уровне (у человека в 1 мм³ крови 4,5 – 5 млн. эритроцитов). Продолжительность жизни эритроцитов до 130 дней, после чего они разрушаются в печени и селезенке.

Эритроциты

клеточная мембрана

цитоплазма

ядро

Кровь лягушки

Эритроциты лягушки – это клетки правильной овальной формы с гомогенной цитоплазмой интенсивно розового цвета. В центре клетки расположено ядро, имеющее вытянутую овальную форму.

Сравните эритроциты лягушки и человека

?

?

?

Клеточная мембрана

Цитоплазма

Ядро

Вывод

Признаки	Эритроциты человека	Эритроциты лягушки
Относительные размеры	Мелкие	Крупные
Наличие ядра	Отсутствует	Присутствует
Форма клеток	Двояковогнутый диск	Двояковыпуклый диск
Дыхательная поверхность а 1 мм2 крови	Больше, чем у лягушки	Меньше, чем у человека

Распределите признаки эритроцитов в три колонки

Наличие ядра

Форма вогнутого диска

Функция – перенос кислорода

Форма выпуклого диска

Наличие гемоглобина

Большое количество

Наличие клеточной мембраны

Клетки крупные

Клетки мелкие

Характерные для лягушки

Общие для двух организмов

Характерные для человека

Сделайте вывод Каково значение выявленных различий в строении эритроцитов лягушки и человека? ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ Эритроциты человека, в отличие от эритроцитов лягушки, не имеют ядра и приобрели двояковогнутую форму. Двояковогнутая форма эритроцита человека увеличивает поверхность клетки, а место ядра в них заполняется гемоглобином, поэтому каждый эритроцит человека может захватывать больше кислорода, чем эритроциты лягушки. Эритроциты человека меньше по размерам, чем эритроциты лягушки, поэтому в крови человека в единице объема количество эритроцитов больше (в 1 мм3 5 млн.), чем в крови у лягушки. Исходя из особенностей строения эритроцитов и большого их количества в крови человека, следует, что кровь человека содержит больше кислорода, чем кровь лягушки. Дыхательная функция крови человека значительно эффективнее, чем у земноводных животных.

Строение сердца: просто о сложном

Наш мышечный насос – сердце – состоит из четырех камер: двух предсердий и двух желудочков.

Правая половинка сердца (правое предсердие и правый желудочек) прокачивает венозную кровь, а левая половинка – артериальную, обогащенную кислородом.

Особенно мощную нагрузку принимает на себя левый желудочек. Сила его сокращения настолько велика, что мощная струя обогащенной кислородом крови из сердца по аорте, ее ветвям и далее более мелким артериям достигает каждого внутреннего органа и ткани.

Правый желудочек выбрасывает «отработавшую» кровь в легкие для очистки от газовых шлаков и обогащения кислородом. Предсердия собирают кровь и проталкивают ее в желудочки. Левое предсердие получает кровь из сосудов легких, а правое из верхней и нижней полых вен.

 

Между каждым предсердием и желудочком, а также между сердечными полостями и отходящими от них крупными сосудами, есть клапаны: трехстворчатый, легочный, митральный и аортальный.
Функция всех сердечных клапанов состоит в противодействии обратному току крови в момент сердечного сокращения. Дефект строения одного или нескольких сердечных клапанов (порок сердца) может существенно нарушить кровоток, что немедленно отражается на самочувствии.

 

Сердце окружено со всех сторон оболочкой – «сердечной сумкой», или перикардом. В сердечной сумке всегда присутствует небольшое количество жидкости, которая выполняет функцию амортизатора и препятствует трению. Если в полости перикарда скапливается значительное количество жидкости (развивается перикардит), сердце не может нормально сокращаться.

 

Сердечная стенка

Сердечная стенка состоит из трех слоев: внутренняя пленочка (эндокард), собственно сердечная мышца (миокард) и наружная пленочка (эпикард). Соответственно анатомическим названиям звучат и воспалительные заболевания стенки сердца: эндокардит или миокардит. 
Функционально основной слой сердечной стенки, миокард, представляет собой мышечную ткань, состоящую из определенным образом ориентированных мышечных пучков. При некоторых заболеваниях (ИБС, миокардит, миокардиодистрофия, авитаминоз, ожирение и др.) наблюдается нарушение обменных процессов в мышечных клетках сердца. Дефицит энергетических ресурсов и нарушение ионного состава приводят к уменьшению сократительной способности сердечных клеток. Кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы) накапливают жировые включения, утрачивая свою функцию, или погибают. Существенно улучшить обменные процессы в кардиомиоцитах, можно устранив причину. В некоторых случаях улучшить питание сердечных клеток удается при помощи лекарственной терапии. 

 

Проводящая система сердца

Сердце работает циклически. Сначала в фазе «покоя» пассивно заполняется кровью, затем следует сокращение предсердий, которые докачивают кровь в желудочки, а затем сокращение желудочков (систола). После мощного сокращения желудочки расслабляются (диастола).
Сердце само генерирует импульсы для сокращения благодаря водителю ритма, расположенному в правом предсердии. По всему сердцу распространяется сеть необычных мышечных волокон, которые обладают способностью проводить раздражения от нервов сердца к миокарду предсердий и желудочков. Нарушения проведения импульсов приводят к развитию аритмий.

 

Коронарные сосуды

Само сердце питается благодаря коронарным артериям. Они заполняются артериальной кровью в фазу диастолы.
Коронарные артерии имеют такое же строение, как и другие мелкие артериальные сосуды. Каждая коронарная артерия питает свою зону сердца. Если по какой-то причине интенсивность кровотока в ней снижается (например, из-за атеросклеротической бляшки), зона, которую питает эта артерия, начинает испытывать кислородный голод, а владелец сердца – интенсивную боль.

В сердце есть небольшое количество «запасных» сосудов – коллатералей. Они начинают функционировать с максимальной мощностью только при наличии существенного препятствия в просвете коронарной артерии. Хронический недостаток питания миокарда, вызванный нарушением кровотока в коронарных артериях, приводит к развитию ишемической болезни сердца.

 

Наиболее распространенными заболеваниями, нарушающими нормальную работу сердца, являются атеросклероз и гипертоническая болезнь, хотя причин возникновения кардиальной патологии очень много. В каждом конкретном случае, кардиолог проводит детальное обследование с использованием ЭКГ, Эхо-КГ и функциональных тестов. Нередко начальные изменения в сердце выявляются случайно, вот почему посещение кардиолога просто так для профилактики никогда не будет лишним.   

 

Компоненты, функции, группы и нарушения

Кровь — это комбинация плазмы и клеток, циркулирующих по всему телу. Это специализированная биологическая жидкость, которая снабжает организм необходимыми веществами, такими как сахар, кислород и гормоны.

Он также удаляет отходы из клеток организма.

Гематологи занимаются выявлением и профилактикой заболеваний крови и костного мозга, а также изучением и лечением иммунной системы, свертывания крови, вен и артерий.

В Соединенных Штатах (США) на болезни крови приходилось от 9 000 до 10 000 ежегодных смертей с 1999 по 2010 год. Это составляет менее одного процента от общего числа смертей от болезней.

• Кровь переносит кислород и питательные вещества по всему телу и удаляет клеточные отходы, а также выполняет ряд других жизненно важных функций.
• Плазма составляет 55 процентов содержимого крови. Остальные 45 процентов состоят в основном из красных кровяных телец и тромбоцитов.
• Группы крови классифицируются на основе антител и антигенов в клетке.Получение несовместимой донорской крови может привести к фатальным осложнениям.
• Анемия, рак крови и сгустки — все это потенциальные заболевания крови.

Поделиться на Pinterest Кровь перемещается по сосудам, чтобы достичь каждой системы тела и выполнять свои важнейшие функции.

Кровь состоит из плазмы, красных и белых кровяных телец и тромбоцитов.

Плазма: Это примерно 55 процентов жидкости крови человека.

Плазма на 92 процента состоит из воды, а содержание оставшихся 8 процентов включает:

• диоксид углерода
• глюкоза
• гормоны
• белки
• минеральные соли
• жиры
• витамины

Остальные 45 процентов кровь в основном состоит из красных и белых кровяных телец и тромбоцитов. Каждый из них играет жизненно важную роль в поддержании эффективного функционирования крови.

Поделиться на PinterestКровь в основном состоит из плазмы, красных и белых кровяных телец и тромбоцитов.

Красные кровяные тельца (эритроциты) или эритроциты : они имеют форму слегка зазубренных, уплощенных дисков и переносят кислород в легкие и из них. Гемоглобин — это белок, содержащий железо и удерживающий кислород до его назначения. Срок жизни эритроцитов — 4 месяца, и организм регулярно их заменяет.Удивительно, но наше тело каждую секунду производит около 2 миллионов клеток крови.

Ожидаемое количество эритроцитов в одной капле или микролитре крови составляет от 4,5 до 6,2 миллиона у мужчин и от 4,0 до 5,2 миллиона у женщин.

Белые кровяные тельца или лейкоциты : Белые кровяные клетки составляют менее 1 процента содержимого крови и образуют жизненно важные средства защиты от болезней и инфекций. Нормальный диапазон количества лейкоцитов в микролитре крови составляет от 3700 до 10 500. Более высокий и низкий уровень лейкоцитов может указывать на болезнь.

Тромбоциты или тромбоциты : они взаимодействуют с белками свертывания крови, чтобы предотвратить или остановить кровотечение. На микролитр крови должно быть от 150 000 до 400 000 тромбоцитов.

Эритроциты, лейкоциты и тромбоциты продуцируются в костном мозге перед тем, как попасть в кровоток. Плазма — это в основном вода, которая поглощается кишечником из принятой пищи и питья. Вместе они перемещаются сердцем по всему телу и переносятся кровеносными сосудами.

Кровь выполняет ряд функций, которые имеют ключевое значение для выживания, в том числе:

• снабжение кислородом клеток и тканей
• обеспечение клеток необходимыми питательными веществами, такими как аминокислоты, жирные кислоты и глюкоза
• удаление отходов, таких как в виде углекислого газа, мочевины и молочной кислоты
• защищает организм от инфекций и инородных тел через белые кровяные тельца
• транспортирует гормоны из одной части тела в другую, передает сообщения и завершает важные процессы
• регулируя кислотность (pH ) уровни и температура тела
• наполнение частей тела при необходимости, например, эрекция полового члена в ответ на сексуальное возбуждение

Другая важная функция крови — ее защитное действие против болезней. Лейкоциты защищают организм от инфекций, инородных материалов и аномальных клеток.

Тромбоциты в крови способствуют свертыванию или свертыванию крови. Когда происходит кровотечение, тромбоциты группируются, образуя сгусток. Сгусток превращается в струп и останавливает кровотечение, а также помогает защитить рану от инфекции.

Поделиться на PinterestГруппы крови определяются антителами и антигенами в красных кровяных тельцах.

Группы крови классифицируют кровь на основе наличия и отсутствия определенных антител.При группировании также учитываются антигены на поверхности клеток крови.

Антитела — это белки в плазме, которые предупреждают иммунную систему о присутствии потенциально вредных посторонних веществ. Иммунная система атакует угрозу болезни или инфекции. Антигены — это белковые молекулы на поверхности красных кровяных телец.

При сдаче или приеме донорских органов или переливания крови группа крови человека становится чрезвычайно важной. Антитела будут атаковать новые клетки крови, если у них есть нераспознаваемый антиген, и это может привести к опасным для жизни осложнениям. Например, антитела против A будут атаковать клетки, содержащие антигены A.

Эритроциты иногда содержат другой антиген, называемый RhD. Это также отмечается как часть группы крови. Положительная группа крови означает, что присутствует RhD.

У человека может быть одна из четырех основных групп крови. Каждая из этих групп может быть Rhd-положительной или отрицательной, образуя восемь основных категорий.

• Группа A положительная или отрицательная : антигены обнаружены на поверхности клеток крови. Антитела анти-B обнаруживаются в плазме.
• Группа B положительная или B отрицательная : B антигены обнаружены на поверхности клеток крови. Антитела Anti-A обнаруживаются в плазме.
• Группа AB положительная или AB отрицательная : Антигены A и B обнаружены на поверхности клеток крови. В плазме антител не обнаружено.
• Группа O положительная и O отрицательная : На поверхности клеток крови не обнаружены антигены. В плазме обнаруживаются как анти-B, так и анти-A антитела.

Кровь группы O можно сдавать людям практически любой группы крови, а люди с кровью группы AB + обычно могут получать кровь любой группы. Поговорите со своим врачом, чтобы узнать свою группу крови. Если вы сдаете кровь, врач также может сказать вам вашу группу крови.

Группы крови важны во время беременности. Например, если у женщины кровь RhD-отрицательная, но ее плод наследует RhD-положительную кровь от отца, необходимо лечение для предотвращения состояния, известного как гемолитическая болезнь новорожденных (HDN).

Расстройства и заболевания крови могут быть опасными. Они могут быстро распространяться по телу по кругу кровотока и нарушать многие функции, которым помогает кровь.

Наиболее частыми заболеваниями крови являются:

• Анемия : это нехватка эритроцитов или гемоглобина в крови. В результате клетки не переносят кислород эффективно, и симптомы могут включать усталость и бледность кожи.
• Сгустки крови : Они могут иметь жизненно важное значение для процесса заживления ран и травм.Однако некоторые сгустки свертываются внутри кровеносного сосуда и создают закупорку. Они также могут смещаться и перемещаться через сердце в легкие, что приводит к тромбоэмболии легочной артерии. Сгустки могут быть фатальными.
• Рак крови : Лейкемия, миелома и лимфома — это типы рака крови. Мутировавшие клетки крови бесконтрольно делятся, не умирая в нормальный момент жизненного цикла клетки.

При подозрении на симптомы заболевания крови пациенту следует посетить терапевта.Вполне вероятно, что их направят к специалисту по заболеваниям крови, известному как гематолог.

Функция и состав крови | Блог HealthEngine

Перейти к

Факты о крови

• Примерно 8% веса взрослого человека состоит из крови.
• У женщин около 4-5 литров, у мужчин — около 5-6 литров. Эта разница в основном связана с различиями в размерах тела мужчин и женщин.
• Его средняя температура составляет 38 градусов по Цельсию.
• Он имеет pH 7,35-7,45, что делает его слабощелочным (менее 7 считается кислым).
• Цельная кровь примерно в 4,5–5,5 раз более вязкая, чем вода, что указывает на то, что она более устойчива к течению, чем вода. Эта вязкость жизненно важна для функционирования крови, потому что, если кровь течет слишком легко или со слишком большим сопротивлением, она может перегрузить сердце и привести к серьезным сердечно-сосудистым проблемам.
• Кровь в артериях более ярко-красная, чем кровь в венах, из-за более высокого уровня кислорода в артериях.
• Искусственного заменителя человеческой крови не найдено.

Функции крови

Кровь выполняет три основные функции: транспортировку, защиту и регулирование.

Транспорт

Кровь переносит следующие вещества:

• Газы, а именно кислород (O ₂ ) и диоксид углерода (CO ₂ ), между легкими и остальными частями тела
• Питательные вещества из пищеварительного тракта и мест накопления в остальную часть тела
• Отходы, подлежащие детоксикации или удалению печенью и почками
• Гормоны желез, в которых они вырабатываются, до клеток-мишеней
• Нагревание кожи для регулирования температуры тела

Поддерживайте общее состояние здоровья

Найдите и сразу же забронируйте доступного врача общей практики в Австралии

Найдите врачей общей практики в Австралии

Защита

Кровь играет несколько ролей в воспалении:

• Лейкоциты, или белые кровяные тельца, уничтожают вторгшиеся микроорганизмы и раковые клетки
• Антитела и другие белки уничтожают патогенные вещества
• Факторы тромбоцитов инициируют свертывание крови и помогают минимизировать кровопотерю

Постановление

Кровь помогает регулировать:

• pH за счет взаимодействия с кислотами и основаниями
• Водный баланс за счет переноса воды в ткани и из тканей

Состав крови

Кровь классифицируется как соединительная ткань и состоит из двух основных компонентов:

1. Плазма, представляющая собой прозрачную внеклеточную жидкость
2. Сформированные элементы, состоящие из клеток крови и тромбоцитов

Формованные элементы названы так потому, что они заключены в плазматическую мембрану и имеют определенную структуру и форму. Все форменные элементы являются клетками, за исключением тромбоцитов, которые представляют собой крошечные фрагменты клеток костного мозга.

Формируемые элементы:

• Эритроциты, также известные как эритроциты (эритроциты)
• Лейкоциты, также известные как лейкоциты (лейкоциты)
• Тромбоциты

Информация о переиздании этого изображения

Лейкоциты далее подразделяются на две подкатегории, называемые гранулоцитами, которые состоят из нейтрофилов, эозинофилов и базофилов; и агранулоциты, состоящие из лимфоцитов и моноцитов.

Формованные элементы можно отделить от плазмы с помощью центрифуги, при которой образец крови вращается в течение нескольких минут в пробирке для разделения компонентов в соответствии с их плотностями. Эритроциты более плотные, чем плазма, и поэтому скапливаются на дне пробирки, составляя 45% от общего объема. Этот объем известен как гематокрит. Лейкоциты и тромбоциты образуют узкую пленку кремового цвета, известную как лейкоцит, непосредственно над эритроцитами. Наконец, плазма составляет верхнюю часть пробирки, которая имеет бледно-желтый цвет и составляет чуть менее 55% от общего объема.

Плазма крови

Плазма крови представляет собой смесь белков, ферментов, питательных веществ, отходов, гормонов и газов. Конкретный состав и функции его компонентов следующие:

Белки

Это вещество, наиболее распространенное в плазме по весу, и играет важную роль в различных функциях, включая свертывание, защиту и транспорт. В совокупности они выполняют несколько функций:

• Они являются важным резервным источником аминокислот для питания клеток.Клетки, называемые макрофагами, в печени, кишечнике, селезенке, легких и лимфатической ткани могут расщеплять белки плазмы, чтобы высвободить свои аминокислоты. Эти аминокислоты используются другими клетками для синтеза новых продуктов.
• Белки плазмы также служат переносчиками для других молекул. Многие типы небольших молекул связываются со специфическими белками плазмы и транспортируются из органов, которые поглощают эти белки, в другие ткани для использования. Белки также помогают поддерживать щелочность крови при стабильном pH.Они делают это, действуя как слабые основания, связывая избыточные ионы H +. Таким образом они удаляют из крови избыток H +, что делает ее слегка щелочной.
• Белки плазмы взаимодействуют определенным образом, вызывая свертывание крови, что является частью реакции организма на повреждение кровеносных сосудов (также известное как повреждение сосудов) и помогает защитить от потери крови и вторжения чужеродных микроорганизмов и вирусы.
• Белки плазмы регулируют распределение воды между кровью и тканевой жидкостью, создавая так называемое коллоидное осмотическое давление.

Существует три основных категории белков плазмы, и каждый отдельный тип белков имеет свои собственные специфические свойства и функции в дополнение к их общей коллективной роли:

1. Альбумины , которые представляют собой самые маленькие и самые распространенные белки плазмы. Снижение содержания альбумина в плазме может привести к потере жидкости из крови и накоплению жидкости в интерстициальном пространстве (пространстве внутри ткани), что может происходить при заболеваниях питания, печени и почек.Альбумин также помогает многим веществам растворяться в плазме, связываясь с ними, следовательно, играет важную роль в переносе в плазму таких веществ, как лекарства, гормоны и жирные кислоты.
2. Глобулины , которые можно разделить на три класса от наименьшего до наибольшего по молекулярной массе на альфа-, бета- и гамма-глобулины. Глобулины включают липопротеины высокой плотности (ЛПВП), глобулин альфа-1 и липопротеины низкой плотности (ЛПНП), глобулин бета-1. ЛПВП участвуют в транспорте липидов, транспортируя жиры к клеткам для использования в энергетическом обмене, реконструкции мембран и функции гормонов.ЛПВП также предотвращают проникновение холестерина в стенки артерий и их оседание. ЛПНП переносят холестерин и жиры в ткани для использования в производстве стероидных гормонов и построении клеточных мембран, но он также способствует отложению холестерина в стенках артерий и, таким образом, по-видимому, играет роль в заболеваниях кровеносных сосудов и сердца. Таким образом, ЛПВП и ЛПНП играют важную роль в регуляции холестерина и, следовательно, оказывают большое влияние на сердечно-сосудистые заболевания.
3. Фибриноген , который представляет собой растворимый предшественник липкого белка, называемого фибрином, который образует каркас сгустка крови.Фибрин играет ключевую роль в свертывании крови, что обсуждается далее в этой статье в разделе «Тромбоциты».

Аминокислоты

Они образуются при расщеплении тканевых белков или при переваривании переваренных белков.

Азотные отходы

Будучи токсичными конечными продуктами распада веществ в организме, они обычно выводятся из кровотока и выводятся почками со скоростью, которая уравновешивает их производство.

Питательные вещества

Те, которые всасываются в пищеварительном тракте, переносятся в плазме крови. К ним относятся глюкоза, аминокислоты, жиры, холестерин, фосфолипиды, витамины и минералы.

Газы

Некоторое количество кислорода и углекислого газа переносится плазмой. Плазма также содержит значительное количество растворенного азота.

Электролиты

Самыми распространенными из них являются ионы натрия, на которые приходится большая осмолярность крови, чем на любые другие растворенные вещества.

Запишитесь на прием к врачу онлайн

Найдите и сразу же запишитесь на следующее посещение врача с помощью HealthEngine

Найдите практикующих врачей

Эритроциты

Красные кровяные тельца (эритроциты), также известные как эритроциты, выполняют две основные функции:

1. Для забора кислорода из легких и доставки его в другие ткани
2. Для сбора углекислого газа из других тканей и выгрузки его в легкие

Эритроцит — это дискообразная клетка с толстым ободком и тонким углублением в центре.Плазматическая мембрана зрелых эритроцитов содержит гликопротеины и гликолипиды, которые определяют группу крови человека. На его внутренней поверхности находятся два белка, называемые спектрином и актином, которые придают мембране упругость и прочность. Это позволяет эритроцитам растягиваться, изгибаться и складываться, когда они проталкиваются через мелкие кровеносные сосуды, и возвращаться к своей первоначальной форме, когда они проходят через более крупные сосуды.

эритроцитов неспособны к аэробному дыханию, что не позволяет им потреблять переносимый ими кислород, потому что они теряют почти все свои внутренние клеточные компоненты во время созревания.Утраченные внутренние клеточные компоненты включают их митохондрии, которые обычно обеспечивают клетку энергией, и их ядро, которое содержит генетический материал клетки и позволяет ей восстанавливаться. Отсутствие ядра означает, что эритроциты не могут восстанавливаться. Однако получающаяся двояковогнутая форма заключается в том, что ячейка имеет большее отношение площади поверхности к объему, что позволяет O ₂ и CO ₂ быстро диффундировать к Hb и обратно.

Цитоплазма эритроцитов состоит в основном из 33% раствора гемоглобина (Hb), который придает эритроцитам красный цвет.Гемоглобин переносит большую часть кислорода и часть углекислого газа, переносимых кровью.

Циркулирующие эритроциты живут около 120 дней. По мере старения эритроцитов его мембрана становится все более хрупкой. Без ключевых органелл, таких как ядро ​​или рибосомы, эритроциты не могут восстанавливаться. Многие эритроциты умирают в селезенке, где они попадают в узкие каналы, распадаются и разрушаются. Гемолиз относится к разрыву эритроцитов, при котором высвобождается гемоглобин, оставляя пустые плазматические мембраны, которые легко перевариваются клетками, известными как макрофаги в печени и селезенке.Затем Hb распадается на различные компоненты и либо перерабатывается в организме для дальнейшего использования, либо утилизируется.

Лейкоциты

Лейкоциты (лейкоциты) также известны как лейкоциты. Их можно разделить на гранулоциты и агранулоциты. У первых есть цитоплазмы, которые содержат органеллы, которые при световой микроскопии выглядят как цветные гранулы, отсюда и их название. Гранулоциты состоят из нейтрофилов, эозинофилов и базофилов. Напротив, агранулоциты не содержат гранул.Они состоят из лимфоцитов и моноцитов.

Гранулоциты

1. Нейтрофилы: Они содержат очень мелкие цитоплазматические гранулы, которые можно увидеть под световым микроскопом. Нейтрофилы также называют полиморфноядерными (PMN), потому что они имеют множество ядерных форм. Они играют роль в уничтожении бактерий и высвобождении химикатов, убивающих или подавляющих рост бактерий.
2. Эозинофилы: Они имеют большие гранулы и выступающее ядро, которое разделено на две доли.Они уничтожают аллергены и воспалительные химические вещества, а также выделяют ферменты, выводящие из строя паразитов.
3. Базофилы: Имеют бледное ядро, обычно скрытое гранулами. Они секретируют гистамин, который увеличивает кровоток в тканях за счет расширения кровеносных сосудов, а также выделяют гепарин, который является антикоагулянтом, который способствует подвижности других лейкоцитов, предотвращая свертывание крови.

Агранулоциты

1. Лимфоциты: Обычно они делятся на маленькие, средние и большие.Средние и большие лимфоциты обычно обнаруживаются в основном в фиброзной соединительной ткани и лишь изредка в кровотоке. Лимфоциты уничтожают раковые клетки, клетки, инфицированные вирусами, и чужеродные клетки. Кроме того, они представляют антигены для активации других клеток иммунной системы. Они также координируют действия других иммунных клеток, секретируют антитела и служат в иммунной памяти.
2. Моноциты: Это самые крупные форменные элементы.Их цитоплазма обычно обильная и относительно чистая. Они функционируют, дифференцируясь в макрофаги, которые являются крупными фагоцитарными клетками, и переваривают патогены, мертвые нейтрофилы и остатки мертвых клеток. Как и лимфоциты, они также представляют антигены для активации других иммунных клеток.

Тромбоциты

Тромбоциты представляют собой небольшие фрагменты клеток костного мозга и поэтому сами по себе не классифицируются как клетки.

Тромбоциты выполняют следующие функции:

1. Секретные сосудосуживающие средства, сужающие кровеносные сосуды, вызывая спазмы сосудов в поврежденных кровеносных сосудах
2. Сформировать временные пробки с тромбоцитами, чтобы остановить кровотечение
3. Секретные прокоагулянты (факторы свертывания), способствующие свертыванию крови
4. Растворяет тромбы, когда они больше не нужны
5. Переваривать и уничтожать бактерии
6. Секретные химические вещества, привлекающие нейтрофилы и моноциты к участкам воспаления
7. Секретные факторы роста для поддержания внутренней оболочки кровеносных сосудов

Первые три перечисленные выше функции относятся к важным гемостатическим механизмам, в которых тромбоциты играют роль во время кровотечения: спазм сосудов, образование тромбоцитарных пробок и свертывание крови (коагуляция).

Спазм сосудов

Это быстрое сужение разорванного кровеносного сосуда и самая немедленная защита от кровопотери. Травма стимулирует болевые рецепторы. Некоторые из этих рецепторов непосредственно иннервируют близлежащие кровеносные сосуды и заставляют их сужаться. Через несколько минут включатся другие механизмы. Повреждение гладкой мускулатуры кровеносного сосуда вызывает более продолжительное сужение сосудов, когда тромбоциты выделяют химический вазоконстриктор, называемый серотонином.Это поддерживает спазм сосудов достаточно долго, чтобы сработали другие механизмы гемостаза.

Формирование тромбоцитарной пробки

В нормальных условиях тромбоциты обычно не прилипают к стенке неповрежденных кровеносных сосудов, поскольку выстилка сосудов имеет тенденцию быть гладкой и покрытой репеллентом тромбоцитов. Когда сосуд разрывается, тромбоциты выделяют длинные шипы, прикрепляющиеся к стенке сосуда, а также к другим тромбоцитам. Затем эти удлинения сжимаются и сближают стенки сосуда.Образовавшаяся масса тромбоцитов, известная как тромбоцитарная пробка, может уменьшить или остановить незначительное кровотечение.

Коагуляция

Это последняя и самая эффективная защита от кровотечения. Во время кровотечения важно, чтобы кровь быстро свертывалась, чтобы минимизировать кровопотерю, но не менее важно, чтобы кровь не свертывалась в неповрежденных сосудах. Коагуляция — это очень сложный процесс, направленный на свертывание крови в необходимом количестве. Целью коагуляции является преобразование фибриногена плазмы в фибрин, который представляет собой липкий белок, прилипающий к стенкам сосуда.Клетки крови и тромбоциты прилипают к фибрину, и образовавшаяся масса помогает закрыть разрыв в кровеносном сосуде. Образование фибрина — вот что делает коагуляцию такой сложной, поскольку в ней участвуют многочисленные химические реакции и множество факторов свертывания.

Производство крови

Гемопоэз

Кроветворение — это производство форменных элементов крови. Кроветворные ткани относятся к тканям, вырабатывающим кровь. Самой ранней развивающейся кроветворной тканью является желточный мешок, который также участвует в переносе питательных веществ желтка эмбриона.У плода клетки крови производятся костным мозгом, печенью, селезенкой и тимусом. Это меняется во время и после рождения. Печень перестает производить клетки крови примерно во время рождения, в то время как селезенка перестает их производить вскоре после рождения, но продолжает вырабатывать лимфоциты на всю жизнь. С младенчества все форменные элементы вырабатываются красным костным мозгом. Лимфоциты дополнительно продуцируются в лимфоидных тканях и органах, широко распространенных в организме, включая тимус, миндалины, лимфатические узлы, селезенку и участки лимфоидных тканей в кишечнике.

Эритропоэз

Эритропоэз относится, в частности, к выработке эритроцитов или красных кровяных телец (эритроцитов). Они образуются в результате следующей последовательности трансформаций клеток:

Информация о переиздании этого изображения

Проэритробласт имеет рецепторы гормона эритропоэтина (ЭПО). Как только рецепторы ЕРО находятся на своем месте, клетка обязуется производить исключительно эритроциты. Затем эритробласты размножаются и синтезируют гемоглобин (Hb), который является красным транспортным белком кислорода.Затем ядро ​​из эритробластов отбрасывается, давая начало клеткам, названным ретикулоцитами. Общее преобразование гемоцитобласта в ретикулоциты включает уменьшение размера клеток, увеличение числа клеток, синтез гемоглобина и потерю ядра клетки. Эти ретикулоциты покидают костный мозг и попадают в кровоток, где они созревают в эритроциты, когда их эндоплазматический ретикулум исчезает.

Лейкопоэзис

Лейкопоэз относится к производству лейкоцитов (лейкоцитов).Он начинается, когда некоторые типы гемоцитобластов дифференцируются на три типа коммитированных клеток:

1. Предшественники B, которым суждено стать B-лимфоцитами
2. Т-предшественники, которые становятся Т-лимфоцитами
3. Колониеобразующие единицы гранулоцитов-макрофагов, которые становятся гранулоцитами и моноцитами

Эти клетки имеют рецепторы колониестимулирующих факторов (CSF). Каждый CSF стимулирует развитие разных типов лейкоцитов в ответ на определенные потребности. Зрелые лимфоциты и макрофаги секретируют несколько типов спинномозговой жидкости в ответ на инфекции и другие иммунные нарушения.Красный костный мозг хранит гранулоциты и моноциты до тех пор, пока они не потребуются в кровотоке. Однако циркулирующие лейкоциты не задерживаются в крови надолго. Гранулоциты циркулируют в течение 4-8 часов, а затем мигрируют в ткани, где живут еще 4-5 дней. Моноциты перемещаются в крови в течение 10-20 часов, затем мигрируют в ткани и превращаются в различные макрофаги, которые могут жить до нескольких лет. Лимфоциты отвечают за долговременный иммунитет и могут выжить от нескольких недель до десятилетий.Они постоянно перерабатываются из крови в тканевую жидкость, в лимфу и, наконец, обратно в кровь.

Тромбопоэз

Тромбопоэз относится к производству тромбоцитов в крови, потому что тромбоциты раньше назывались тромбоцитами. Это начинается, когда гемоцитобласт развивает рецепторы гормона тромбопоэтина, который вырабатывается печенью и почками. Когда эти рецепторы на месте, гемоцитобласт становится коммитированной клеткой, называемой мегакариобластом.Это реплицирует его ДНК, производя большую клетку, называемую мегакариоцитами, которая распадается на крошечные фрагменты, которые попадают в кровоток. Около 25-40% тромбоцитов хранятся в селезенке и высвобождаются по мере необходимости. Остальные свободно циркулируют в крови и живут около 10 дней.

Возрастные изменения в крови

Свойства крови меняются с возрастом. Считается, что эти изменения могут способствовать учащению образования тромбов и атеросклероза у пожилых людей.Вот некоторые из наиболее заметных результатов этих изменений:

1. Повышение фибриногена
2. Повышение вязкости крови
3. Повышение вязкости плазмы
4. Повышенная жесткость эритроцитов
5. Повышенное образование продуктов распада фибрина
6. Ранее активация системы коагуляции

Считается, что повышенный уровень фибриногена в плазме происходит либо из-за его быстрой продукции, либо из-за более медленной деградации. С возрастом вязкость фибриногена и плазмы имеет тенденцию к положительной корреляции, причем повышение вязкости плазмы в значительной степени объясняется повышением уровня фибриногена.

Вязкость крови зависит от таких факторов, как скорость сдвига, гемокрит, деформируемость эритроцитов, вязкость плазмы и агрегация эритроцитов. Хотя здесь задействовано множество факторов, синдром повышенной вязкости может быть вызван повышением только одного фактора. Состояние повышенной вязкости вызывает вялый кровоток и снижение поступления кислорода в ткани.

Также было обнаружено возрастное увеличение различных факторов свертывания крови, положительная корреляция с фибриногеном и отрицательная корреляция с альбумином плазмы.Агрегация тромбоцитов и эритроцитов увеличивается с возрастом, причем агрегация эритроцитов, по-видимому, является основным фактором, ответственным за повышение вязкости крови при низких скоростях сдвига.

Уменьшение деформируемости эритроцитов (увеличение жесткости) относится к их способности деформироваться под действием силы потока. Менее деформируемые клетки оказывают большее сопротивление потоку в микроциркуляции, что влияет на доставку кислорода к тканям. Исследования показали, что у пожилых людей меньше жидких мембран в эритроцитах.

Blood H + также обнаружил положительную корреляцию с возрастом, делая кровь немного более кислой с возрастом. Это приводит к набуханию клетки, что делает эритроциты менее деформируемыми. Это устанавливает цикл дальнейшего увеличения вязкости крови и ухудшения параметров кровотока.

Поскольку старение вызывает уменьшение общего количества воды в организме, объем крови уменьшается из-за того, что в кровотоке присутствует меньше жидкости. Количество эритроцитов и соответствующие уровни гемоглобина и гемокрита снижаются, что способствует утомлению человека.Большинство лейкоцитов остаются на исходном уровне, хотя наблюдается уменьшение количества лимфоцитов и их способности бороться с бактериями, что приводит к снижению способности противостоять инфекции.

В целом, повышение фибриногена является наиболее частым и значительным изменением в крови при старении, поскольку оно способствует повышению вязкости плазмы, агрегации эритроцитов и повышению вязкости крови при низких скоростях сдвига. Пожилой возраст связан с состоянием гиперкоагуляции крови, что делает пожилых людей более восприимчивыми к образованию тромбов и атеросклерозу.

Информация о переиздании этого изображения

Список литературы

1. Аджмани Р.С., Рифкинд Дж. М.. Гемореологические изменения при старении человека. Геронтология 1998; 44 (2): 111-120
2. Каскад коагуляции [онлайн]. 2003 [цитируется 9 сентября 2007 г.]. Доступно по адресу: URL: http://labtestsonline.org/standing / analytes / coag_cascade / coagulation_cascade.html
3. Marieb EN. Анатомия и физиология человека. 4-е изд. Менло-Парк, Калифорния: Бенджамин / Каммингс; 1998 г.
4. Саладин К.С. Анатомия и физиология — единство формы и функции. 3-е изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл; 2004.
5. Шервуд Л. Физиология человека — от клеток к системам. 5-е изд. Бельмонт, Калифорния: Брукс / Коул; 2004.

Кровь: состав, компоненты и функции

Кровь: хотите узнать об этом больше?

Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.

С чем вы предпочитаете учиться?

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое.” — Читать далее. Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер

Автор: Доктор мед. Кристофер Беккер • Рецензент: Димитриос Митилинайос MD, PhD
Последний раз отзыв: 29 октября 2020 г.
Время чтения: 8 минут

Кровь составляет около 8% массы тела человека. Он содержит эритроциты, лейкоциты, тромбоциты (тромбоциты) и плазму.

Объемный процент всех клеток крови в цельной крови у взрослых составляет около 45% (гематокрит).Остальное состоит из жидкой плазмы (например, воды, белков плазмы, электролитов и т. Д.).

Кровь состоит из:

• Ячейки.
• Фрагменты клеток.
• Водный раствор (плазма).

Основные факты о крови

Функции	Переносит газы (кислород, углекислый газ, азот), питательные вещества и гормоны Помогает поддерживать кислотно-щелочной гомеостаз Поддерживает постоянную температуру тела Тромбообразование и тромболизис
Эритроциты	Это круглые и биовогнутые клетки без ядра, переносящие кислород, связанный с их гемовыми группами.
Лейкоциты	Нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты (B, T) и моноциты
Тромбоциты	Они происходят из мегакариоцитов и отвечают за гомеостаз
Клинический	Анемия, лейкемия

Функция

Курьер и вывоз мусора

Кровь — важнейшая транспортная среда в организме человека.Он транспортирует газы (кислород, углекислый газ, азот и т. Д.), А также питательные вещества (метаболизм) и конечные продукты клеточного метаболизма. Следовательно, кровь должна обеспечивать обмен веществ. Он обеспечивает ткани кровяными газами и питательными веществами и, в обмен на это, транспортирует конечные продукты (например, углекислый газ, мочевину, мочевую кислоту, креатинин и т. Д.) В органы выделения (легкие, печень, почки). Кроме того, он доставляет химические посланники ( гормона, ) к их органам-мишеням.

Кислотно-щелочной баланс

Кислотно-щелочной гомеостаз регулируется в крови за счет диффузии газов между альвеолами и кровью в легких (альвеолярная диффузия). Кислород диффундирует из альвеол в кровь из-за градиента концентрации. Он поглощается несущим белком гемоглобином (гем = железосодержащий, глобин = белок). Напротив, углекислый газ диффундирует из крови в альвеолы ​​из-за его более высокой концентрации в крови там, где он выдыхается.

Начнем со структуры и функции крови с помощью нашего исследовательского блока.

Подача кислорода и удаление углекислого газа

Кровь переносит кислород из альвеол в самые отдаленные клетки тела. Из-за более высокого давления газа в плазме (относительно клеток) он диффундирует в ткани.

Углекислый газ диффундирует из клеток в кровь из-за более высокого давления газа в ткани.Здесь он подвергается химической реакции и образует угольную кислоту (CO2 + h3O → h3CO3), которая диссоциирует на ион водорода (H +) и бикарбонат (HCO3-). Таким образом, конечный продукт метаболизма диоксид углерода транспортируется в форме угольной кислоты (или, скорее, иона водорода и бикарбоната). В легких вышеупомянутая химическая реакция меняется на противоположную, и углекислый газ выдыхается.

Таким образом, кровь регулирует кислотно-щелочной гомеостаз за счет газообмена. Кровь также отвечает за гомеостаз , e.грамм. баланс воды между кровеносными капиллярами, с одной стороны, и внутриклеточным и внеклеточным пространством, с другой. Он также поддерживает постоянную температуру тела.

Хотите попрактиковаться в идентификации клеток крови? Попробуйте наши бесплатных викторины по гистологии!

Коагуляция

Факторы свертывания (белки) растворяются в крови и останавливают кровотечение после сложной (каскадной) активации факторов свертывания крови через повреждение кровеносных сосудов, в конечном итоге приводящей к образованию тромба ( тромбообразование ).Одновременно фибриноген / фибрин предотвращает патологическое развитие тромбов в кровеносных сосудах. Свертывание крови и фибринолиз влияют друг на друга и поддерживают чувствительное равновесие.

Клеточные компоненты крови

Мазок крови. Пятно: Райт-Гимза. Среднее увеличение

Эритроциты

Функция эритроцитов заключается в транспортировке кислорода из легких в ткань путем связывания кислорода с железосодержащей гемовой группой гемоглобина.Эритроциты имеют округлую форму и двояковогнутую форму, так как не имеют ядра. Эритроцит имеет диаметр от 8 до 10 мкм. У здорового взрослого человека около 5 миллионов / мкл эритроцитов. Также антигены группы крови экспрессируются на поверхностной мембране эритроцитов.

Эритроциты (гистологический препарат)

Лейкоциты

В отличие от зрелых эритроцитов, лейкоциты имеют ядро. В крови обнаруживаются разные типы лейкоцитов:

• нейтрофилов гранулоцитов (полосчатых и сегментированных)
• эозинофил гранулоциты
• базофилы гранулоциты
• лимфоциты
• моноциты

Нормальная концентрация лейкоцитов колеблется от 4 000 до 10 000 на мкл, в зависимости от возраста и состояния здоровья.И лейкоциты, и эритроциты являются потомками плюрипотентных гемопоэтических стволовых клеток костного мозга.

Основная функция лейкоцитов — иммунная защита. В частности, лимфоцитов и (от 25 до 40% лейкоцитов) отвечают за адаптивный иммунный ответ, специфическую защиту от патогенных микробов. Лимфоциты B продуцируют антитела, тогда как лимфоциты T опосредуют продукцию антител и прямой клеточный иммунный ответ.

Моноциты (от 4 до 8% лейкоцитов) выполняют задачу фагоцитоза (например, удаление инородных материалов, бактерий и т. Д.), Производя чрезвычайно активные свободные радикалы кислорода, которые способны проникать и разрушать стенки бактерий. Моноциты могут дифференцироваться в фиксированные макрофаги (гистиоциты) в соединительной ткани или в свободные макрофаги.

Попробуйте наши бесплатные викторины по гистологии , чтобы увидеть, насколько хорошо вы изучили различные типы клеток крови!

Тромбоциты

Тромбоциты (тромбоциты) — еще один тип клеток крови.Они происходят из мегакариоцитов и (гигантские клетки костного кургана). Их задача — гемостаз при повреждении сосудов (закрытие раны).

Тромбоциты прикрепляются к сосудистой стенке поврежденного кровеносного сосуда и реагируют с фибрином, образуя твердый сгусток в течение 1-3 минут (время кровотечения). Физиологический диапазон для тромбоцитов составляет 150 000 — 400 000 / мкл.

Хотите закрепить свои знания с помощью теста? Попробуйте нашу викторину ниже:

Анемия

Кровь, будучи жидкой тканью, может, как и все другие ткани, подвергаться злокачественным процессам.Это нарушения кроветворной системы. Из широкого спектра гематологических заболеваний анемия и лейкемия в качестве примеров упоминаются и обсуждаются ниже.

Определение

Анемия — это снижение концентрации гемоглобина в крови ниже нормы.

Нормальный диапазон гемоглобина у мужчин составляет от 14 до 18 г / дл, у женщин от 12 до 16 г / дл. Анемия сопровождается уменьшением количества эритроцитов в крови (эритропения).Основные симптомы — легкая усталость, одышка (одышка) и головная боль. Анемия бывает приобретенной или наследственной. Приобретенная анемия может быть вызвана кровопотерей (геморрагическая анемия), гемолизом, нарушениями кроветворной системы, заболеваниями почек, опухолями и т. Д. Наследственная анемия может быть вызвана аномальными формами гемоглобина (гемоглобинопатиями).

Терапия

Замещение железа, добавка витаминов B12 / B6, переливание эритроцитов при тяжелой кровопотере.

Лейкемия

Определение лейкемии

Лейкоз (известный как «рак крови») — это заболевание кроветворной системы. Он характеризуется перепроизводством незрелых лейкоцитов (миелоцитов, миелобластов). Эти клетки распространяются в костном мозге, подавляя выработку нормальных клеток крови. В крови наблюдается типичный «сдвиг влево», что означает, что клетки-предшественники лейкоцитов обнаруживаются в периферической крови (дифференциальное количество клеток крови).Эти клетки обычно не обнаруживаются в периферической крови здоровых людей.

Из-за нарушений кроветворения в крови помимо увеличения лейкоцитов наблюдается уменьшение количества эритроцитов (анемия).

Симптомами лейкемии являются утомляемость, плохое самочувствие (недомогание), повышенная восприимчивость к инфекции, увеличение лимфатических узлов и т. Д.

Терапия

Цитостатические препараты, трансплантация аллогенных стволовых клеток (донор костного мозга), лучевая терапия

Кровь: хотите узнать об этом больше?

Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.

С чем вы предпочитаете учиться?

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое». — Читать далее. Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер

Показать ссылки

Артикулы:

• Benninghoff / Drenckhahn: Anatomie, Band 2, 16. Auflage (2004)
• Silbernagl / Despopoulos: Taschenatlas Physiologie, 7. Auflage, Thieme Verlag (2007)
• Hick: Intensivkurs Physiologie, 6. Auflage, Elsevier Verlag (2009)
• Koolmann / Röhm: Taschenatlas der Biochemie, 3.Auflage, Thieme Verlag (2003)
• Löffler / Petrides: Biochemie und Pathobiochemie, 8. Auflage, Springer Verlag (2007)
• Herold: Innere Medizin, Auflage 2010

© Если не указано иное, все содержимое, включая иллюстрации, является исключительной собственностью Kenhub GmbH и защищено немецкими и международными законами об авторских правах. Все права защищены.

Что такое кровь? | OneBlood

Кровь необходима для жизни.Кровь циркулирует по нашему телу и доставляет в клетки такие важные вещества, как кислород и питательные вещества. Он также переносит отходы метаболизма от тех же клеток. Нет заменителя крови. Это невозможно сделать или изготовить. Щедрые доноры крови — единственный источник крови для пациентов, нуждающихся в переливании крови.

Компоненты крови

Кровь человека состоит из четырех основных компонентов: плазмы, красных кровяных телец, лейкоцитов и тромбоцитов.

Красные кровяные тельца

Красные кровяные тельца составляют 40% -45% объема вашей крови. Они вырабатываются костным мозгом со скоростью от четырех до пяти миллиардов в час. Их жизненный цикл в организме составляет около 120 дней.

Тромбоциты

Тромбоциты — замечательная часть вашей крови. Тромбоциты — это самые маленькие из наших кровяных клеток, которые в неактивной форме буквально выглядят как маленькие пластинки. Тромбоциты контролируют кровотечение. Где бы ни произошло ранение, кровеносный сосуд подаст сигнал.Тромбоциты получают этот сигнал и перемещаются в область и превращаются в свое «активное» образование, вырастая длинные щупальца, чтобы войти в контакт с сосудом и сформировать кластеры, закрывающие рану, пока она не заживает.

Плазма

Плазма — это жидкая часть вашей крови. Плазма желтоватого цвета и состоит в основном из воды, но также содержит белки, сахара, гормоны и соли. Он транспортирует воду и питательные вещества к тканям вашего тела.

Белые кровяные тельца

Хотя белые кровяные тельца (лейкоциты) составляют только около 1% вашей крови, они очень важны.Лейкоциты необходимы для хорошего здоровья и защиты от болезней и недугов. Как и красные кровяные тельца, они постоянно вырабатываются костным мозгом. Они проходят через кровоток и атакуют инородные тела, такие как вирусы и бактерии. Они могут даже покинуть кровоток, чтобы распространить борьбу на ткани.

Состав, функции, переливание и группа крови

Кровь — это соединительная ткань, которая помогает транспортировать вещества, защищает от болезней и регулирует температуру тела.Вы знаете, почему цвет крови красный?

Он имеет красный цвет из-за красного пигмента, называемого гемоглобином , , присутствующего в его эритроцитах. Компонентами крови являются плазма , красные кровяные тельца (красные кровяные тельца или эритроциты), белые кровяные тельца (белые кровяные тельца или лейкоциты) и тромбоциты.

Сначала мы изучим плазму.

Плазма представляет собой жидкость, также известную как жидкая матрица, и состоит из трех типов клеток, которые продолжают плавать в ней, а именно красных кровяных телец, белых кровяных телец и тромбоцитов.

Функции крови

Кровь выполняет три основные функции в организме человека: транспортировку веществ из одной части тела в другую, таких как дыхательные газы, продукты жизнедеятельности, ферменты и т. Д., Защиту от болезней и регулирование температуры тела.

• Кровь регулирует температуру тела.
• Он переносит кислород из легких в разные части тела.
• Он переносит углекислый газ из клеток тела в легкие для выдоха.
• Он переносит переваренную пищу из тонкого кишечника во все части тела.
• Он переносит гормоны из желез внутренней секреции в разные органы тела.
• Он переносит отходы мочевины из печени в почки для выведения.
• Защищает от инфекции.

В среднем у здорового мужчины в организме около 5 литров крови, а у женщины примерно на 500 мл меньше, чем у мужчины. Итак, общий объем крови составляет около 60-80 мл / кг массы тела.

Плазма

Жидкая или жидкая часть крови называется плазмой . Это бесцветная жидкость, на 90% состоящая из воды, белков и неорганических солей. Плазма также содержит следы других веществ, таких как аминокислоты, органические кислоты, витамины, пигменты и ферменты. Он переносит растворенные вещества из одной части тела в другую. Белок в плазме включает антитела, которые помогают в системе защиты организма от болезней и инфекций.

Красные кровяные тельца (эритроциты)

RBC также известен как эритроцитов. Это клетки в форме диска, вогнутые посередине и видимые под микроскопом. Эритроциты переносят кислород из легких во все клетки тела. У них нет ядра, и они содержат пигмент, называемый гемоглобином, который состоит из железосодержащего пигмента, известного как гемма, и белка, называемого глобином. Эритроциты образуются в селезенке и костном мозге и живут около четырех месяцев, потому что у них нет ядра.Итак, когда мы сдаем кровь, чтобы спасти жизнь человека, потеря крови из нашего тела восстанавливается в течение дня, потому что красные кровяные тельца очень быстро вырабатываются в костном мозге. Срок службы РБК составляет около 100-120 дней.

Функции

• Гемоглобин в эритроцитах захватывает кислород в тканях легких, образуя с ним химическое соединение.
• Этот кислород переносится в ткани, где он используется в химических реакциях для производства энергии.
• Затем он соединяется с углекислым газом, который образуется в этих реакциях, и возвращается в легкие с сердцем, где цикл начинается снова.

Что такое Бомбейская группа крови и как она обнаруживается?

Тельца белой крови (WBC)

WBC также известен как лейкоциты , , . Они борются с инфекциями и защищают нас от болезней, потому что поедают микробы, вызывающие болезни. Вот почему их также называют «солдатами» системы защиты организма. Это круглые или неправильные, полупрозрачные клетки, содержащие ядро ​​и видимые под микроскопом.Они немного крупнее РБК. Некоторые белые кровяные тельца вырабатывают химические вещества, называемые «антителами», для борьбы с инфекциями, то есть почему они обеспечивают иммунитет в нашем организме. Количество лейкоцитов в крови намного меньше, чем красных кровяных телец.

Функции

• В целом, WBC действует как защитная система в организме.
• Существует несколько разновидностей лейкоцитов, выполняющих определенные функции, например, нейтрофилов (от 65 до 70% от общего количества лейкоцитов) атакуют вторгшиеся бактерии и поглощают их. Лимфоциты (25% лейкоцитов) продуцируют антитела, которые защищают организм от антигена и, таким образом, обеспечивают иммунитет против инфекции. Базофилы выделяют антикоагулянт, называемый гепарином, который предотвращает образование тромбов в клетках крови . Эозинофилы и моноциты также помогают в защитном механизме организма, становясь активными против специфических антигенов.

Тромбоциты

Тромбоциты также известны как тромбоциты , , . Это крошечные бесцветные клетки круглой или овальной формы, образующиеся в костном мозге. У них отсутствует ядро ​​и они помогают в свертывании крови (свертывании крови) в порезе или ране, из-за чего кровотечение останавливается. Все клетки крови сделаны в костном мозге из клеток, называемых стволовыми клетками.

Свертывание крови — это система защиты организма от кровотечения. Плазма содержит растворимый белок фибриноген крови, который производит нерастворимый белок фибрин, необходимый для свертывания крови, который образуется в печени.

Процесс свертывания

При травме тромбоциты разрушаются и высвобождают фермент, который помогает в образовании фибрина из фибриногена. Этот фибрин образует сгусток в виде массы волокон, который останавливает кровотечение из кровеносных сосудов. После свертывания остается жидкость соломенного цвета, называемая сывороткой.

Группа крови

В 1900–1902 годах К. Ландштейнер разделил кровь человека на четыре группы A, B, AB и O. Клетки этой группы содержат соответствующие антигены — A, B и AB, кроме О.Вот почему O передается в дар любой из групп и поэтому известен как Универсальный донор . Группа AB известна как Универсальный реципиент , потому что она может получать группы крови A, B, AB и O.

Группа крови	Можно сдавать кровь на	Может принимать кровь из
A B AB O	A, AB B, AB Только AB AB, A, B и O	A и O B и O AB, A, B и O Только O

Относительный фактор

Это антиген крови, открытый в 1940 году Ландштейнером и А.С. Вайнер и сыграл важную роль при переливании крови. Резус-фактор — это агглютиноген, который содержится в эритроцитах большинства людей и называется Rh +. Первоначально он был обнаружен у макаки-резуса, а затем у человека. Людей, у которых нет этого антигена в крови, называют Rh-. Резус-кровь естественным образом не несет анти-резус-антител, но может синтезировать их, если синтезируется при переливании крови резус-крови. Если Rh + кровь переливается Rh-пациенту, сыворотка будет производить анти-резус-агглютинин. Если дать еще одну дозу крови Rh +, анти-резус-агглютинин вызовет слипание эритроцитов донорской крови, как только они попадут в организм пациента, получающего его.

Erythroblastosis Foetalis: Если кровь отца Rh +, а кровь матери Rh-, то ребенок, который должен родиться, умирает во время беременности или через короткий промежуток времени после рождения. В основном это случается со вторым выпуском.

Переливание крови

Этот метод был впервые разработан Джеймсом Бланделлом в 1825 году. Вливание крови одного человека (донора) в кровеносную систему другого называется переливанием крови. Это делается после правильного подбора групп крови и резус-фактора.

Что такое артериальное давление и как его измеряют?

Артериальное давление

Артериальное давление — это сила, оказываемая кровью, ударяющей по стенкам артерий. Самая высокая точка диапазона давления называется систолическим давлением (верхнее значение), а самая низкая точка — диастолическим давлением (нижнее значение). Его измеряют с помощью прибора, называемого сфигмоманометром. Диастолическое давление всегда ниже систолического. Среднее систолическое давление у здорового молодого человека составляет около 120 мм рт. Ст., А диастолическое давление — около 80 мм рт. Ст., То есть 120/80 — нормальное кровяное давление. Высокое кровяное давление известно как гипертония, а низкое кровяное давление известно как гипотония.

Транспорт у людей

«Система кровообращения» или «Система кровообращения» — это основная транспортная система человека. Эта кровь переносит кислород, переваренную пищу и другие химические вещества, такие как гормоны и ферменты, ко всем частям тела и выводит продукты жизнедеятельности, такие как диоксид углерода и мочевина. Следовательно, система кровообращения человека состоит из сердца, которое перекачивает и принимает кровь, и кровеносных сосудов, по которым кровь течет в организме.

В системе кровообращения кровь протекает через три типа кровеносных сосудов: артерии, вены и капилляры. Кровеносные сосуды присутствуют во всех частях человеческого тела, поэтому кровь проникает повсюду в теле.

Существует еще одна система кровообращения для транспортировки людей — это Лимфатическая система . Лимфа — это жидкость, которая циркулирует и переносит материалы в лимфатической системе. Таким образом, мы можем сделать вывод, что у Человека различные вещества переносятся через две жидкости, называемые «кровь» и «лимфа».

Гемолимфа: Жидкость тела членистоногих — бесцветная, состоящая из плазмы и гемоцитов. Он не содержит респираторного пигмента, как таракан.

Изображение предоставлено: www.image.slidesharecdn.com

Система кровообращения человека

Компоненты крови | Общественный центр крови

	Красные кровяные тельца — (эритроциты) Эритроциты — это клетки в форме диска, содержащие гемоглобин, который позволяет клеткам улавливать и доставлять кислород ко всем частям тела, затем собрать углекислый газ и удалить его из тканей. Составляйте около 40 процентов вашей крови. Переносить кислород из легких в ткани и переносить обратно в легкие углекислый газ. содержат молекулу гемоглобина, несущую кислород и делает кровь красной. Живут около 120 дней и удаляются селезенка. Имеют срок годности после донорства 35-42 дней. Наиболее необходим для пациентов со значительным количеством крови потеря в результате травмы, операции или анемии.
	Белые кровяные тельца — (лейкоциты) Белые клетки — основная защита организма от инфекционное заболевание. Они могут выходить из кровотока и достигать тканей. заражены микробами и инородными телами. Есть несколько разных типов белой крови клетки. Лимфоциты являются ключевыми частями нашей иммунной системы и помогают нашему организму бороться с инфекцией. Есть два типа лимфоцитов: прямые Т-лимфоциты. активность иммунной системы; В-лимфоциты вырабатывают антитела которые разрушают инородные тела. Белые кровяные тельца сами по себе могут содержать инфекционные болезни и некоторые возбудители сконцентрированы в них больше, чем другие продукты крови. Лейкоредукция — это процесс удаления белого клетки крови из крови, поставляемой для переливания.
	Тромбоциты — (тромбоциты) Тромбоциты — это очень маленькие бесцветные фрагменты клеток в ваша кровь, основная функция которой — остановить кровотечение. Это липкие клетки, которые собираются вместе, чтобы образуют сгустки, которые контролируют кровотечение, прилипая к слизистой оболочке крови сосуды. При контакте с воздухом химическая реакция вызывает белок в крови, называемый фибриногеном, превращается в длинные нити которые образуют струп на ране. Выжить в системе кровообращения около 10 дней и удаляются селезенкой. Вне корпуса их можно хранить всего за пять дней. Используется для помощи пациентам со злокачественными заболеваниями, которые имеют низкие или аномальные тромбоциты из-за самого заболевания или химиотерапия. Тромбоциты пользуются повышенным спросом у людей с лейкемия, заболевания крови, рак; реципиенты костного мозга или трансплантация органов и несчастные случаи, ожоги и травмы жертвы. В среднем от четырех до восьми единиц тромбоцитов из донорство цельной крови (или одно донорство афереза) необходимо для удовлетворения потребности одного пациента.
	Плазма Плазма представляет собой бледно-желтую смесь воды и белков. и соли. Одна из функций плазмы — действовать как носитель на клетки крови, питательные вещества, ферменты и гормоны. Это жидкая часть крови. Плазма 90 процентов воды и составляет более половины всей крови объем. Остальные 10 процентов составляют белковые молекулы, в том числе ферменты, агенты свертывания крови, компоненты иммунной системы, а также другие органы предметы первой необходимости, такие как витамины и гормоны. Помогает поддерживать артериальное давление и поддерживает все движется по кровеносной системе, снабжая критические белки и служащая системой обмена для жизненно важных минералы. Плазма замораживается после сбора и может храниться до одного года. Используется для лечения нарушений свертываемости крови при свертывании факторы отсутствуют; плазмаферез удаляет болезнетворные факторы из плазмы пациента. Используется для извлечения криопреципитата, вещества, богатого в Факторе VIII, который необходим больным гемофилией. Плазма, приобретенная в коммерческих центрах, продается за исследования и некоторые медицинские методы лечения.

Молекулярная структура мембран эритроцитов человека из высокоориентированных многослойных мембран на твердой опоре

Это исследование было одобрено Гамильтонским комитетом по этике комплексных исследований (HIREB) под номером 1354-T. Информированное согласие было получено от всех доноров крови. Авторы подтверждают, что все методы были выполнены в соответствии с соответствующими инструкциями и правилами.

Приготовление призраков

Приготовление призраков RBC было впервые опубликовано в 1963 году Доджем, Митчеллом и Ханаханом. ¹ : 10 мл венозной крови были взяты у участвовавшего человека. Кровь собирали в пробирки для забора венозной крови от BD (номер продукта: BD 367874), покрытые гепарином натрия в качестве антикоагулянта. Пробирку центрифугировали при 3000 g в течение 10 мин при комнатной температуре. После этого процесса наблюдалось четкое разделение фракции эритроцитов и фракции плазмы.Лейкоциты и тромбоциты образуют слой между этими двумя фракциями. В исходном протоколе фракция эритроцитов затем фильтровалась с помощью процедуры Beutler, West and Blume ⁷³ , где фракция эритроцитов пропускалась через целлюлозный фильтр (подробности можно найти в дополнительном материале). Этот процесс был предложен для получения чистых препаратов эритроцитов без оставшихся лейкоцитов и тромбоцитов. Хотя этот протокол хорошо зарекомендовал себя и широко используется в исследованиях клеток крови (см., Например, ⁷⁴ , для недавнего обзора), призрачный раствор, полученный с помощью этого протокола, не привел к хорошо разработанным многослойным мембранным пакетам при нанесении на кремний. вафли.Частицы целлюлозы наблюдались под микроскопом в растворе после прохождения через фильтр (показан в дополнительном материале на рис. S1), что, вероятно, препятствует образованию хорошо упорядоченных мембранных стопок.

Во избежание загрязнения целлюлозой раствор эритроцитов очищали центрифугированием по следующему протоколу: супернатант в отделенном образце крови удаляли с помощью пипетки. К осадку добавляли PBS до объема 10 мл и центрифугировали при 3000 g в течение 10 мин.Этот процесс повторялся дважды.

50 мкл л раствора RBC затем смешивали с 1 мл буферного раствора в реакционной пробирке на 1,5 мл. В качестве буфера смешивали 16 мл PBS и 484 мл сверхчистой воды 18,2 МОм · см и хранили при 0 ° C. Раствор был забуферен гидроксидом калия и соляной кислотой до pH 8. Это создает гипотонический раствор для эритроцитов, что приводит к притоку воды в клетки и их лизису. Разбавленный раствор встряхивают в течение 10 с для предотвращения комкования.После встряхивания реакционную пробирку немедленно помещают во лед на 30 мин, чтобы замедлить повторное закрытие взорвавшихся клеток.

Образцы затем центрифугировали при 18000 g в течение 30 мин при 0 ° C. После центрифугирования на дне реакционной пробирки образуется осадок. Супернатант удаляли, переливая реакционную пробирку в химический стакан. К осадку добавляли 1 мл буферного раствора, раствор фиксировали в течение 10 с и центрифугировали в течение 15 мин при 18000 g и 0 ° C. Этот процесс центрифугирования и удаления супернатанта повторяли 4 раза.Во время этой промывки удаляется большая часть гемоглобина, в результате чего получается прозрачный бесцветный раствор. На рис. 6 (а) показаны изображения реакционной трубки после разного количества этапов промывки.

Рис. 6. Удаление гемоглобина из фракции эритроцитов крови после индуцированного лизиса в гипотоническом буфере.

( a ) Образцы-призраки теряют свой характерный красный цвет в результате последовательного центрифугирования и промывки. ( b ) Сравнение кривых УФ-видимой абсорбции на разных этапах подготовки фантомов.Характерные характеристики поглощения гемоглобина значительно снижаются в конечном растворе после процедуры. ( c ) Схема установки УФ-видимого излучения.

Удаление гемоглобина количественно проверяли с помощью ультрафиолетовой и видимой спектроскопии (UV-vis). Соответствующие данные показаны на рис. 6 (б). Характерные полосы поглощения гемоглобина при 335 нм, 416,4 нм, 543 нм и 577 нм уменьшаются на каждом этапе; Было обнаружено, что содержание гемоглобина в конечном растворе составляет менее 2% от исходного содержания.

Путем взвешивания гранул после каждого этапа приготовления эта процедура приводит к получению растворов с типичной массовой концентрацией эритроцитов ~ 0,3 мг / мл. Для увеличения концентрации осадки из 24 таких реакционных пробирок собирали и центрифугировали при 18000 g в течение 15 мин. Супернатант удаляли и пробирку повторно заполняли буферным раствором до отметки 1 мл на пробирке. В результате получается раствор с конечной массовой концентрацией ~ 7 мг / мл.

Призрачный раствор анализировали с помощью флуоресцентной микроскопии, как показано на рис.7 (а) и (б). Мембрану эритроцитов флуоресцентно метили в части (а) с использованием 1,1′-диоктадецил-3,3,3 ‘, 3’-тетраметилиндокарбоцианина перхлората (DiI). Изображение показывает смесь многослойных и однослойных призраков с очень неправильной формой и большим распределением форм и размеров, от круглых до длинных, более цепочечных объектов, включая пузырьки, содержащие несколько более мелких пузырьков. Эти формы, вероятно, связаны с наличием цитоскелета, основными компонентами которого являются спектрин и актин в RBC ⁷⁵ .Для анализа этой сети фаллоидин, меченный Alexa Fluor 488, был использован для маркировки сети F-актина на рис. 7 (b). Наблюдались структуры размером ~ 5 мкм мкм, указывающие на присутствие актина.

Рис. 7. Изображения, полученные с помощью флуоресцентной микроскопии раствора-фантома до и после обработки ультразвуком.

Мембрана была помечена с использованием DiI по частям ( a ) и ( c ), в то время как фаллоидин, меченный Alexa Fluor 488, был использован для маркировки сети F-актина в ( b ) и ( d ).Перед обработкой ультразвуком наблюдаются призраки очень неправильной формы и большого распределения по размеру, включая «привидения внутри призраков». Раствор также содержит большие скопления актина. После обработки ультразвуком наблюдаются небольшие везикулы с однородным распределением по размерам и без частиц актина (в пределах разрешающей способности используемого микроскопа).

Как указано ниже, изменение размера и формы призраков, а также присутствие актиновой сети, вероятно, предотвращает образование четко определенных, твердо поддерживаемых многослойных эритроцитов.Для достижения более равномерного распределения везикул по размеру и форме раствор RBC обрабатывали ультразвуком 10 раз в течение 5 с каждый, чтобы сформировать небольшие везикулы с однородным распределением по размеру. Результат процесса обработки ультразвуком показан на рис. 7 (c) и (d). В части (c) мембрану флуоресцентно метили с использованием DiI. Наблюдались маленькие точки, указывающие на маленькие пузырьки размером ~ 50 нм, за пределами разрешающей способности микроскопа.

После обработки ультразвуком частицы не наблюдались в пределах разрешающей способности используемого микроскопа.Чтобы отделить SUV и оставшийся актин, раствор центрифугировали 30 мин при 20000 g. Поскольку SUV могут осаждаться только в ультрацентрифугах при 120 000 g при центрифугировании более 30 минут ⁷⁶ , осадок содержит полимеры актина и потенциально более крупные и многослойные везикулы, в то время как SUV остаются в супернатанте. Было обнаружено, что этот супернатант идеален для образования многослойных эритроцитарных мембран на твердой подложке, как будет обсуждаться ниже.

Подготовка кремниевых пластин

Все мембраны были приготовлены на односторонних полированных кремниевых пластинах.Кремниевые пластины диаметром 100 мм и толщиной 300 мкм были предварительно нарезаны на микросхемы ² размером 10 × 10 мм. Пластины были функционализированы для осаждения фантомного раствора либо путем приготовления гидрофобной, либо гидрофильной поверхности.

Для создания гидрофобной поверхности кремния пластины предварительно обрабатывали ультразвуком в дихлорметане (DCM) при 40 ° C в течение 25 минут. Эта обработка удаляет все органические загрязнения и оставляет поверхность в гидрофобном состоянии. Затем каждую пластину тщательно промывали три раза, чередуя с ~ 50 мл сверхчистой воды с удельным сопротивлением 18.2 МОм · см и метанол чистоты для ВЭЖХ.

Для создания гидрофильного состояния пластины очищали погружением в смесь серной кислоты (объемная доля 70% -ной концентрации H ₂ SO ₄ , 30% H ₂ O ₂ при 40 ° C, Раствор Пираньи) в течение 30 мин на трехмерном орбитальном шейкере (VWR), установленном на угол наклона 1 и скорость 15). Эта сильно окисляющая комбинация удаляет все органические загрязнения с поверхности, но не нарушает естественный слой оксида кремния. Затем каждую пластину тщательно промывали ~ 50 мл сверхчистой воды с удельным сопротивлением 18.2 МОм ⋅ см.

Изготовление высокоориентированных многослойных эритроцитарных мембран на твердой основе

Призрачный раствор плохо растекся по гидрофобным кремниевым пластинам, как показано на рис. 8 (а). Для этой пластины 100 мкл л концентрированного раствора призраков наносили на гидрофобную силиконовую пластину ² размером 10 × 10 мм, установленную на выровненной горячей пластине при температуре 40 ° C. Раствор наносили медленно, используя шприц 100 мк л, чтобы избежать разлива, и пластина обычно сушилась в течение ~ 10 мин.Было обнаружено, что пленка мембраны не покрывает всю пластину и имеет несколько складок.

Рисунок 8

Фотографии кремниевых чипов после нанесения ( a ) раствора RBC на гидрофильную пластину и быстрого высыхания ( b ) нанесения на гидрофобную пластину после медленной сушки. ( c ) и ( d ) показывают гидрофильные пластины после медленной сушки и медленной сушки и отжига соответственно. Подробности см. В тексте.

Медленная сушка раствора, чтобы дать раствору больше времени для растекания и образования мембран, была достигнута путем помещения пластин в выровненный эксикатор на 5 дней при 97.6 ± 0,5% относительной влажности с использованием насыщенного раствора соли K ₂ SO ₄ . Медленное высыхание привело к получению более гладкой пленки, но все еще неполного покрытия подложки, как показано на рис. 8 (b).

На Фигуре 8 (c) показана гидрофильная пластина, полученная путем нанесения 100 мкл л концентрированного раствора SUV и высушенной в течение 5 дней при относительной влажности 97,6 ± 0,5%. Раствор покрыл всю пластину, что указывает на однородное распределение массы. Однако мы смогли обнаружить только слабые сигналы об укладке мембран в этом образце и изобразить морфологию мембран, как показано на рис.1 (г), как небольшие везикулы, высохшие на кремниевой подложке. Эта ситуация подобна получению одиночных твердых поддерживаемых бислоев посредством слияния пузырьков ^77,78 , где небольшие двухслойные пятна первоначально развиваются на субстрате и в конечном итоге претерпевают переход в большой однородный одиночный бислой ⁷⁷ . Подложки обычно отжигаются в течение 72 ч при 55 ° C в печи на воздухе. Энергетический барьер для образования ламеллярной структуры может быть преодолен путем мягкого нагревания, и организация ламеллярной мембраны становится энергетически более выгодной, поскольку она сводит к минимуму энергию изгиба.

Однако использование той же процедуры и нагревание мембран эритроцитов в печи привело к разрушению мембранной пленки. Поэтому кремниевые чипы инкубировали при различных температурах и относительной влажности от 50% до 100%, помещая их в закрытый контейнер и подвергая воздействию различных насыщенных солевых растворов. Наилучшие результаты были получены при инкубации чипа RBC при 50 ° C и относительной влажности 95,8 ± 0,5% в насыщенном растворе соли K ₂ SO ₄ в течение 5 дней, в результате чего на фото на рис.8 (г). В этом протоколе отжиг мембран эритроцитов при высокой температуре и влажности приводит к образованию пластинчатых мембранных структур посредством слияния мембран.

Количество уложенных друг на друга мембран эритроцитов на одном из этих чипов можно оценить следующим образом: 100 мкл л эритроцитов 7 мг / мл содержат ~ 2 ⋅ 10 ^-6 моль (если принять средний молекулярный вес мембраны 400 г / моль). Используя значения в таблице 1, площади липидов l _o и l _d можно оценить как 38 и 50 Å ² и 95 Å ² (2 π ⋅ (11/2) ² ) для пептидов.Затем, используя объемные доли различных компонентов, средняя площадь на одну частицу рассчитывается как 0,3 ⋅ 38 Å ² ( л _o ) + 0,45 ⋅ 50 Å ² ( л _d ) + 0,25 ⋅ 95 Å ² (пептиды) ≈ 58 Å ² . Общая площадь мембран эритроцитов рассчитывается как (2 10 ⁻⁶ ) ⋅ (6 ⋅ 10 ²³ ) ⋅ (58 ⋅ 10 ⁻²⁰ ) м ² ≈ 0,7 м ² . Принимая во внимание площадь кремниевого чипа 1 ⋅ 10 ^-4 м ² , это дает около 700 уложенных друг на друга мембран RBC на чип.

Приготовление комплексов RBC / аспирин

Для приготовления комплексов RBC-мембран, содержащих увеличивающееся количество аспирина, был приготовлен раствор 9 мг / мл ацетилсалициловой кислоты (молекулярная масса 180 г / моль) в 18,2 МОм · см воды. 2 мкл л, 3 мкл л, 4 мкл л, 5 мкл л и 6 мкл л этого раствора были добавлены к 100 мкл л конечного раствора эритроцитов с образованием ацетилсалициловой кислоты. концентрации 1 мМ, 1.5 мМ, 2 мМ, 2,5 мМ и 3 мМ. Полученные растворы наносили на силиконовые пластины, медленно сушили и инкубировали в течение 5 дней в соответствии с описанным выше протоколом. Отметим, что в этом исследовании аспирин был добавлен к раствору эритроцитов перед нанесением на кремниевую пластину. Этот протокол обеспечивает идеальное смешивание мембран эритроцитов и аспирина и гарантирует, что аспирин равномерно распределен по всему стеку мембран.

Молярную концентрацию ASA в мембранах эритроцитов можно оценить следующим образом: от 2 до 5 мкл л раствора ASA с концентрацией 9 мг / мл было добавлено к раствору мембраны, в результате получилось от 1 ⋅ 10 ^-7 и 2.5 ⋅ 10 ⁻⁷ мол. 100 мкл л эритроцитов с концентрацией 7 мг / мл содержат ~ 2 ⋅ 10 ^-6 моль (если принять средний молекулярный вес мембран 400 г / моль). Это приводит к молярным концентрациям ASA между 5-10 мол.%, , то есть , 1 молекула ASA на 10-20 молекул липидов. Эта концентрация ASA повышена по сравнению с концентрациями в плазме, обычно составляющими менее 1 моль%, однако, сравнима с концентрациями ASA, обычно используемыми в литературе ⁷⁹ .

Оптическая микроскопия и флуоресцентная микроскопия полного внутреннего отражения (TIRF)

AlexaFluor 488-фаллоидин (Invitrogen, Life Technologies, Burlington, ON) использовался для окрашивания актиновых нитей внутри клеток, чтобы эти структуры можно было визуализировать с помощью флуоресцентного микроскопа. .Для окрашивания актиновых нитей мембраны эритроцитов сначала подвергали проницаемости с использованием 0,2% раствора Triton-X 100 в сверхчистой воде с инкубацией в течение 5 минут. Затем субстраты промывали сверхчистой водой, и 5 мкл л исходного фаллоидина в 200 мкл л сверхчистой воды добавляли к каждому образцу и инкубировали в течение 20 минут при комнатной температуре. Затем окрашивающий раствор заменяли на сверхчистую воду. Чтобы избежать сжатия пузырьков-призраков из-за осмотического давления, вместо PBS использовалась сверхчистая вода, как это было предложено в исходном протоколе.1,1′-диоктадецил-3,3,3 ‘, 3’-тетраметилиндокарбоцианин перхлорат (Sigma-Aldrich) использовали для мечения мембран.

Изображения были получены с помощью инвертированного микроскопа LEICA DMI6000 B, оснащенного модулем Spectral Laser Merge для многоволнового освещения (Spectral, Richmond Hill, ON), адаптивного управления фокусировкой, моторизованного XY столика (MCL Micro-Drive, Mad City Labs Inc., Мэдисон, Висконсин), пьезо-XYZ-столик (MCL Nano-Drive, Mad City Labs Inc., Мэдисон, Висконсин), масляный TIRF объектив LEICA 100x / 1.47NA и камера Andor iXon Ultra EMCCD.Возбуждение обеспечивалось твердотельными лазерами с диодной накачкой 488 и 647 нм с выходной мощностью 40 мВт и 60 мВт соответственно (Spectral, Richmond Hill, ON). Образцы пипеткой помещали в чашки Петри со стеклянным дном 35 мм (MatTek Co., Ashland, MA) и визуализировали с помощью инвертированного микроскопа с освещением в режиме широкопольной флуоресценции.

УФ-видимая спектроскопия

УФ-видимая спектроскопия (УФ-видимая) была получена с использованием считывающего устройства для планшетов M1000Pro от Tecan. Методика изображена на рис.6 (c): обнаружено поглощение света в видимом и соседнем (ближнем УФ и ближнем инфракрасном) диапазонах. Гемоглобин показывает характерные линии поглощения при 335 ± 0,4 нм, 416,4 ± 0,2 нм, 543 ± 0,8 нм и 577 ± 0,4 нм ⁸⁰ . Для приготовления достаточно разбавленного раствора эритроцитов 50 мкл л фракции эритроцитов смешивали с 1 мл PBS. Затем 400 мкл л этого раствора разбавляли 400 мкл л PBS. Эта процедура разведения была повторена трижды.Для измерения использовалась 96-пластина от Costar. В камеры планшета залили 200 мкл л разбавленного раствора крови, раствора призраков и раствора эритроцитов. Спектр поглощения для каждого образца сканировали для длин волн от 310 нм до 800 нм.

Дифракция рентгеновских лучей

Данные рассеяния рентгеновских лучей были получены с использованием эксперимента по биологической дифракции на больших углах (BLADE) в лаборатории мембранной и белковой динамики в Университете Макмастера.В BLADE используется вращающийся анод CuK α мощностью 9 кВт (45 кВ, 200 мА) на длине волны 1,5418 Å. И источник, и детектор устанавливаются на подвижных кронштейнах, так что мембраны во время измерений остаются в горизонтальном положении. Фокусирующая многослойная оптика обеспечивает параллельный пучок высокой интенсивности с интенсивностью монохроматического рентгеновского излучения до 10 ¹⁰ отсчетов / (мм ² мкс). Такая геометрия пучка обеспечивает оптимальное освещение образцов мембран с твердой подложкой для максимального увеличения сигнала рассеяния.Набросок геометрии рассеяния показан на рис. 2 (а). Обратите внимание, что при использовании этой собственной методики нет риска повреждения образца из-за большого размера пучка и относительно низкой интенсивности рентгеновского пучка по сравнению с синхротронными источниками.

Результатом рентгеновского эксперимента является двумерная карта интенсивности большой области обратного пространства, как показано на рис. 2. Соответствующие масштабы длины в реальном пространстве определяются как d = 2 π / | Q | и шкалы длины покрытия примерно от 2.От 5 до 100 Å. Все сканированные изображения были измерены при 28 ° C и 50% -ной относительной влажности (RH) гидратации. Как показано на рис. 2 (а), пластины были ориентированы в рентгеновском дифрактометре так, что q _|| — исследуемая боковая структура, параллельная поверхности пластины, и перпендикулярная ось, q _z , зондируемая структура вне плоскости, перпендикулярная подложке.

Экспериментальные ошибки были определены следующим образом: Ошибки для положений пиков, ширины пика и высоты пика определяются как стандартные ошибки аппроксимации, соответствующие 95% доверительным границам, что эквивалентно 2 стандартным отклонениям, σ .Затем рассчитывались ошибки для рассчитанных параметров, таких как площадь пика, с применением правильного распространения ошибки.

Расчет электронной плотности

Неплоскостная структура мембраны была определена с использованием коэффициента зеркального отражения. Относительная электронная плотность, ρ (z), аппроксимируется одномерным анализом Фурье. ^15,81 :

N — это наивысший порядок пиков Брэгга, наблюдаемых в эксперименте. Интегрированные пиковые интенсивности, I _n , умножаются на q _n , чтобы получить форм-факторы, F ( q _n ) ¹⁵⁸¹ .Двухслойный форм-фактор F ( q _z ), который обычно является комплексной величиной, имеет действительное значение в случае центросимметрии. Таким образом, фазовая задача кристаллографии упрощается до задачи знака F ( q _z ) = ± | F ( q _z ) | и фазы, v _n , могут принимать только значения ± 1. Фазы v _n необходимы для восстановления профиля электронной плотности из данных рассеяния, следующих по формуле.(1). Когда форм-фактор мембраны F ( q _z ) измеряется при нескольких значениях q _z , непрерывная функция, T ( q _z ), который пропорционален F ( q _z ), может соответствовать данным ^15,81 .

После определения аналитического выражения для T ( q _z ) на основе экспериментальных пиковых интенсивностей, фазы v _n могут быть оценены из T ( q _z ).Для всех выборок использовалась фазовая матрица v _n = [-1 -1 1 -1 1]. Образец T ( q _z ) показан на рис. S3 в дополнительных материалах.

Электронная плотность определяется по формуле. (1) даны в относительном масштабе. Для сравнения электронной плотности на рисунках 3 (c) и 4 (c), ρ в центре мембраны при z = 0 было установлено равным 0, а электронная плотность на границах ( z значений между 25 и 30 Å в зависимости от расстояния между пластинами), которые исследуют слой воды между уложенными друг на друга мембранами, были масштабированы до электронной плотности воды ρ = 0.33 e ^— / Å ³ .

Ориентация мембраны

Для определения степени ориентации мембран в стопке интенсивности корреляционных пиков были интегрированы как функция меридонального угла φ (угол относительно оси q _z ). Соответствующая интенсивность соответствовала распределению Гаусса с центром в 0, которое затем использовалось для расчета степени ориентации с использованием функции ориентации Германса:

Измеренная степень ориентации, H , мембран RBC составила 90.