Глава 10. Жизнедеятельность организмов

10.2. Обмен веществ

10.2.9. Кровь и её функции

Кровь млекопитающих состоит из взвешенных в жидкости (плазме) клеток. Плазма составляет около 55 % объёма крови; это бледно-жёлтая жидкость, на 90 % состоящая из воды. Оставшиеся 10 % – растворённые вещества: различные белки, минеральные ионы, продукты пищеварения и экскреции, гормоны. Белки связывают в крови кальций, железо, некоторые витамины, участвуют в работе иммунной системы и свёртывании крови. Ионы играют важную роль в системе регуляции.

1

Рисунок 10.2.9.1. Красные и белые кровяные клетки

2

Рисунок 10.2.9.2. Кровяные клетки в костном мозге

Эритроциты – красные кровяные клетки. У человека их диаметр составляет 7–8 мкм и приблизительно равен диаметру капилляров, а толщина равна 2 мкм. Специфическая форма эритроцита увеличивает эффективную поверхность газообмена. В 1 мл крови содержится около 5 миллионов эритроцитов. Они образуются, в основном, в костях черепа, грудине, рёбрах, позвонках и лопатках, существуют 3–4 месяца и разрушаются в печени или селезёнке в количестве 200 миллиардов в день. Благодаря гемоглобину эритроциты способны связывать кислород и переносить его к внутренним органам; фермент карбоангидраза связывает углекислый газ CO₂. Заметим, что гемоглобин хорошо реагирует не только с кислородом, но и с угарным газом CO. CO действует как конкурентный ингибитор; при его наличии перенос кислорода кровью становится невозможным. Недостаток эритроцитов в крови либо снижение содержания гемоглобина в них называются анемией (малокровием) и вызывают слабость, головокружение, одышку.

Рисунок 10.2.9.3. Молекула гема

Белые кровяные клетки – лейкоциты – играют важную роль в защите организма от болезней. В 1 мл крови содержится около 7000 лейкоцитов; продолжительность их жизни составляет несколько дней. Образуются лейкоциты в костном мозге.

Лейкоциты делятся на два типа. Гранулоциты имеют разделённое на лопасти ядро и зернистую цитоплазму и способны к амёбоидному движению. Их можно разделить на фагоциты, поглощающие болезнетворные бактерии, (70 % всех лейкоцитов), эозинофилы и базофилы. Агранулоциты содержат ядро овальной формы и незернистую цитоплазму. Они подразделяются на моноциты, поглощающие бактерии, (4 % всех лейкоцитов) и лимфоциты (24 % от общего числа лейкоцитов), вырабатывающие антитела.

Красные кровяные пластинки (тромбоциты) – это фрагменты клеток неправильной формы, обычно лишённые ядра. Они образуются в костном мозге; в 1 мл крови содержится около 250 000 тромбоцитов. Их основное значение – инициация свёртывания крови.

Стенки капилляров проницаемы для всех компонентов крови, за исключением белков и эритроцитов. Часть крови уходит через них, образуя межклеточную жидкость. Именно через эту жидкость и происходит обмен веществ между кровью и тканями. Значительная часть межклеточной жидкости возвращается в кровь через венозные концы капилляров или лимфатическую систему.

3

Рисунок 10.2.9.4. Свёртывание крови. На фотографии, выполненной электронным микроскопом, хорошо заметны эритроциты, застрявшие в нитях фибрина

Основные функции крови:

• перенос питательных веществ к различным органам и тканям;
• перенос отходов жизнедеятельности к органам выделения;
• транспорт кислорода и углекислого газа;
• перенос гормонов к органам-мишеням;
• равномерное распределение тепла по всему организму;
• защитные функции;
• регуляция осмотического давления.

Защитные функции заключаются, в основном, в трёх механизмах:

• свёртывание крови – чрезвычайно сложный многоступенчатый процесс, необходимый для остановки кровотечения;
• фагоцитоз – поглощение и переваривание в лизосомах болезнетворных бактерий и посторонних частиц;
• воспаление – отёк окружающих тканей и повышение температуры в результате расширения кровеносных сосудов и просачивания плазмы сквозь стенки капилляров.