Физиология человека

Понятие о внутренней среде организма

Любой организм — одноклеточный или многоклеточный — нуждается в определенных условиях существования. Эти условия обеспечивает организмам та среда, к которой они приспособились в ходе эволюционного развития.

Внутренней средой для клеток и органов человека служат кровь, лимфа и тканевая жидкость.

Если сильно порезать палец, то потечет кровь; если порез неглубокий и сосуды не повреждены, то вместо крови на разрезе иногда проступает несколько капелек прозрачной жидкости — это и есть тканевая жидкость. Тканевая жидкость постоянно омывает клетки и служит для них средой существования. Тканевая жидкость постоянно обновляется через систему лимфатических сосудов: тканевая жидкость собирается в эти сосуды (внутри лимфатических сосудов она называется лимфой), а затем по самому крупному лимфатическому сосуду попадает в общий кровоток, где смешивается с кровью.

Первые живые образования возникли в водах Мирового океана, и средой обитания для них служила морская вода. По мере усложнения живых организмов часть их клеток изолировалась от внешней среды. Так часть среды обитания оказалась внутри организма, что позволило многим организмам покинуть водную среду и начать жить на суше.

"Маленькое море", усложняясь, постепенно превратилось во внутреннюю среду животных. В связи с этим не должен вызывать удивления тот факт, что содержание солей в морской воде и во внутренней среде организма сходно.

Во внутренней среде организма, помимо солей, содержится очень много различных веществ — белки, сахар, жироподобные вещества, гормоны и т. д. Каждый орган постоянно выделяет во внутреннюю среду продукты своей деятельности и получает из нее необходимые для себя вещества. И, несмотря на такой активный обмен, состав внутренней среды остается практически неизменным.

Гомеостаз. Поддержание постоянства условий жизни во внутренней среде называют гомеостазом.

Отдельные клетки и группы клеток человеческого организма чрезвычайно чувствительны к изменению окружающей их среды. Что же касается целого организма, то границы изменений внешней среды, которые он может переносить, значительно шире, чем у отдельных клеток. Клетки человека нормально функционируют лишь при температуре 36-38° С. Повышение или снижение температуры за пределы этих границ приводит к нарушению функций клеток. Человек же, как известно, может нормально существовать при значительно более широких колебаниях температуры внешней среды.

В клетках поддерживается постоянное количество воды и минеральных веществ. Многие клетки почти мгновенно гибнут при помещении их в дистиллированную воду. Организм же как целое может переносить и водное голодание, и избыточное поступление воды и солей.

Отдельные клетки чрезвычайно чувствительны к незначительным изменениям концентрации ионов водорода. Целый организм способен поддерживать постоянную концентрацию водородных ионов, даже когда в тканевую жидкость поступает много кислых или щелочных продуктов обмена веществ.

Этих примеров достаточно, для того чтобы убедиться в наличии у организмов специальных приспособлений для обеспечения постоянства среды обитания их клеток.

Очень важной особенностью внутренней среды является то, что содержание веществ в ней не абсолютно одинаково, а изменяется в определенных пределах, т. е. для содержания каждого Вещества нормой является не одна какая-то цифра, а определенный диапазон показателей. Например, в справочнике можно прочитать: содержание ионов калия в крови здорового человека — 16-20 мг% (т. е. 16-20 мг в 100 мл).

Практически содержание любого вещества во внутренней среде никогда не является абсолютно одинаковым — оно постоянно колеблется, но в строго определенных пределах.

Диапазон показателей для разных веществ различен. Некоторые показатели поддерживаются особенно точно; они получили название констант. К числу констант относится, например, реакция крови (т. е. концентрация в ней водородных ионов — рН).

В организме на относительно постоянном уровне удерживаются такие показатели, как кровяное давление, температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости, содержание в них белков и сахара, ионов натрия, калия, кальция, хлора, водорода.

Постоянным остается не только состав внутренней среды, но и ее объем. Однако постоянство объема внутренней среды не абсолютно неизменно. Часть жидкости из внутренней среды выводится из организма через почки с мочой, через легкие с выдыхаемыми парами воды и в пищеварительный тракт с пищеварительными соками. Часть воды испаряется с поверхности тела в виде пота. Эти потери воды постоянно пополняются за счет всасывания воды из пищеварительного тракта. Происходит постоянное обновление воды при общем сохранении ее объема. В поддержании постоянства объема жидкости во внутренней среде принимают участие и клетки. Вода, находящаяся внутри клеток, составляет примерно 50% массы тела. Если по каким-либо причинам во внутренней среде уменьшается количество жидкости, то начинается движение воды из клеток в межклеточное пространство. Это способствует сохранению постоянства объема внутренней среды.

Постоянство внутренней среды — гомеостаз — поддерживается непрерывной работой органов и тканей.

Роль различных органов в поддержании гомеостаза

Роль разных органов в сохранении гомеостаза различна. Система органов пищеварения обеспечивает поступление в кровь питательных веществ в таком виде, в каком они могут быть усвоены клетками организма.

Органы кровообращения осуществляют непрерывное движение крови и доставляют кислород и питательные вещества клеткам, а продукты распада уносят от них. Органы дыхания обеспечивают поступление кислорода в кровь и удаление углекислого газа.

Через легкие, почки, кожу из организма удаляются конечные продукты обмена веществ и некоторые другие вещества.

В поддержании гомеостаза важнейшая роль принадлежит нервной системе. Быстро реагируя на различные изменения внешней или внутренней среды, нервная система так изменяет деятельность органов, что выравниваются сдвиги или нарушения в организме.

Благодаря развитию приспособлений, обеспечивающих постоянство внутренней среды организма, его клетки менее подвержены изменяющимся влияниям внешней среды.

Нарушение гомеостаза приводит к значительным изменениям в работе органов и к различным заболеваниям. Вот почему измерение таких показателей, как температура тела, физико-химический состав крови, артериальное давление, имеет большое значение для диагностики, т. е. распознавания болезней.

Значение крови

Истинной внутренней средой для клеток является тканевая жидкость; она омывает клетки. Кровь — это промежуточная внутренняя среда, находящаяся в сосудах и не соприкасающаяся непосредственно с большинством клеток организма. Однако, находясь в непрерывном движении, она обеспечивает постоянство состава тканевой жидкости.

Кровь доставляет клеткам кислород и выносит из них углекислый газ. Обогащение крови кислородом происходит через тончайшие стенки эпителиальных клеток капилляров легких, там же кровь отдает углекислый газ, который затем удаляется в окружающую среду с выдыхаемым воздухом. Протекая через капилляры различных тканей и органов, кровь отдает им кислород и поглощает углекислый газ.

В процессе пищеварения происходит расщепление пищевых продуктов и образование из них веществ, которые могут быть легко усвоены организмом. Эти вещества поступают в кровь и разносятся ею по организму.

Кровь выносит из организма продукты распада.

Кровь участвует в регуляции температуры тела. Температура различных частей тела неодинакова: под мышкой у здорового человека она составляет 36,5-36,8° С. Кожа голени имеет температуру около 30° С, а ушные раковины — даже 25-25,5° С. Внутренние же органы даже у здорового человека согреты до 38-38,2° С. Прилив крови от внутренних органов в сосуды кожи вызывает их покраснение, повышение температуры кожи, а следовательно, и усиление теплоотдачи. Напротив, сужение кожных сосудов приводит к сохранению тепла для организма.

Кровь выполняет защитную функцию: попавшие в нее микробы и различные чужеродные вещества разрушаются, уничтожаются, обезвреживаются фагоцитами и антителами.

Кровь участвует в регуляции деятельности организма.

Количество крови

Для определения количества крови у человека предложены различные методы. В последнее время для этих целей пользуются радиоактивными изотопами. У человека из вены берут небольшое количество крови и добавляют к ней определенное количество радиоактивного фосфора 32Р. После того как радиоактивный фосфор проникнет внутрь эритроцитов, их отделяют от плазмы крови с помощью центрифуги и вводят в кровеносную систему человека. "Меченые" таким образом эритроциты смешиваются со всей кровью. Через несколько минут берут из вены пробу крови и определяют ее радиоактивность. После этого вычисляют общее количество крови. У взрослого человека количество крови составляет примерно 7-8% массы тела. У детей крови относительно массы тела больше, чем у взрослых. У новорожденных кровь составляет 15% массы тела.

Обычно не вся кровь циркулирует в кровеносных сосудах. Некоторая часть ее находится в депо крови, как бы в резерве. Роль депо крови выполняют селезенка, кожа, печень и легкие. В кровеносных сосудах кожи, например, может храниться до 1 л крови. В тех случаях, когда в организме человека возникает недостаток кислорода, — при усиленной мышечной работе, при потере больших количеств крови от ранений и во время хирургических операций, при некоторых заболеваниях — запасы крови из депо поступают в общий кровоток. Депо крови участвуют в поддержании постоянства количества крови.

Состав крови

При отстаивании, а еще лучше при центрифугировании кровь разделяется на два слоя. Верхний слой — слегка желтоватая жидкость, называемая плазмой; нижний слой — осадок темно-красного цвета, образованный эритроцитами. На границе между плазмой и эритроцитами имеется тонкая светлая пленка, состоящая из лейкоцитов и тромбоцитов (цвет. табл. I).

Процентное соотношение между плазмой и форменными элементами крови называют гематокритом. У здоровых людей примерно 55% объема крови приходится на плазму и 45% — на долю форменных элементов. При некоторых заболеваниях, например анемии (малокровии), увеличивается объем плазмы, при других заболеваниях — форменных элементов. Поэтому величина гематокрита может служить одним из показателей при установлении диагноза того или другого заболевания.

Состав плазмы крови

В 100 мл плазмы крови здорового человека содержится около 93 г воды. Остальная часть плазмы состоит из органических и неорганических веществ. Плазма содержит минеральные вещества, белки (в том числе ферменты), углеводы, жиры, продукты обмена веществ, гормоны, витамины.

Минеральные вещества плазмы представлены солями: хлоридами, фосфатами, карбонатами и сульфатами натрия, калия, кальция, магния. Они могут находиться как в виде ионов, так и в неионизированном состоянии.

Осмотическое давление плазмы крови

Даже незначительные нарушения солевого состава плазмы могут оказаться губительными для многих тканей, и прежде всего для клеток самой крови. Суммарная концентрация минеральных солей, белков, глюкозы, мочевины и других веществ, растворенных в плазме, создает осмотическое давление.

Явления осмоса возникают везде, где имеются два раствора различной концентрации, разделенные полупроницаемой мембраной, через которую легко проходит растворитель (вода), но не проходят молекулы растворенного вещества. В этих условиях растворитель движется в сторону раствора с большей концентрацией растворенного вещества. Одностороннюю диффузию жидкости через полупроницаемую перегородку называют осмосом (рис. 4). Сила, которая вызывает движение растворителя через полупроницаемую мембрану, есть осмотическое давление. С помощью специальных методов удалось установить, что осмотическое давление плазмы крови человека удерживается на постоянном уровне и составляет 7,6 атм (1 атм ≈ 10⁵н/м²).

Рис. 4. Осмотическое давление: 1 — чистый растворитель; 2 — солевой раствор; 3 — полупроницаемая перепонка, разделяющая сосуд на две части; длина стрелок показывает скорость движения воды через перепонку; А — осмос, начавшийся после заполнения жидкостью обеих частей сосуда; Б — установление равновесия; Н-давление, уравновешивающее осмос

Осмотическое давление плазмы в основном создается неорганическими солями, поскольку концентрация сахара, белков, мочевины и других органических веществ, растворенных в плазме, невелика.

Благодаря осмотическому давлению происходит проникновение жидкости через клеточные оболочки, что обеспечивает обмен воды между кровью и тканями.

Постоянство осмотического давления крови имеет важное значение для жизнедеятельности клеток организма. Мембраны многих клеток, в том числе и клеток крови, тоже являются полупроницаемыми. Поэтому при помещении кровяных телец в растворы с различной концентрацией солей, а следовательно, и с разным осмотическим давлением в клетках крови за счет осмотических сил происходят серьезные изменения.

Солевой раствор, имеющий такое же осмотическое давление, как плазма крови, называют изотоническим раствором. Для человека изотоничен 0,9-процентный раствор поваренной соли (NaCl), а для лягушки — 0,6-процентный раствор этой же соли.

Солевой раствор, осмотическое давление которого выше, чем осмотическое давление плазмы крови, называют гипертоническим; если осмотическое давление раствора ниже, чем в плазме крови, то такой раствор называют гипотоническим.

Гипертонический раствор (обычно это 10-процентный раствор поваренной соли) применяют при лечении гнойных ран. Если на рану наложить повязку с гипертоническим раствором, то жидкость из раны будет выходить наружу, на повязку, поскольку концентрация солей в ней выше, чем внутри раны. При этом жидкость будет увлекать за собой гной, микробы, отмершие частицы тканей, и в результате рана скорее очистится и заживет.

Поскольку растворитель движется всегда в сторону раствора с более высоким осмотическим давлением, то при погружении эритроцитов в гипотонический раствор вода, по законам осмоса, интенсивно начинает проникать внутрь клеток. Эритроциты набухают, их оболочки разрываются, и содержимое поступает в раствор. Наблюдается гемолиз. Кровь, эритроциты которой подверглись гемолизу, становится прозрачной, или, как иногда говорят, лаковой.

В крови человека гемолиз начинается при помещении эритроцитов в 0,44-0,48-процентный раствор NaCl, а в 0,28-0,32-процентных растворах NaCl уже почти все эритроциты оказываются разрушенными. Если эритроциты попадают в гипертонический раствор, они сморщиваются. Убедитесь в этом, проделав опыты 4 и 5.

Примечание. Прежде чем проводить лабораторные работы по исследованию крови, необходимо освоить технику взятия из пальца крови для анализа.

Вначале и испытуемый и исследователь тщательно моют руки с мылом. Затем у испытуемого протирают спиртом безымянный (IV) палец левой руки. Кожу мякоти этого пальца прокалывают острой и предварительно простерилизованной специальной иглой-перышком. При надавливании на палец близ места укола выступает кровь.

Первую каплю крови убирают сухой ватой, а следующую используют для исследования. Необходимо следить, чтобы капля не растекалась по коже пальца. Кровь набирают в стеклянный капилляр, погрузив его конец в основание капли и придав капилляру горизонтальное положение.

После взятия крови палец вновь протирают ваткой, смоченной спиртом, а затем смазывают иодом.

Опыт 4

На один край предметного стекла поместите каплю изотонического (0,9-процентного) раствора NaCl, а на другой — каплю гипотонического (0,3-процентного) раствора NaCl. Проколите кожу пальца иглой обычным способом и стеклянной палочкой перенесите по капле крови в каждую каплю раствора. Жидкости перемешайте, накройте покровными стеклами и рассмотрите под микроскопом (лучше при большом увеличении). Видно набухание большинства эритроцитов в гипотоническом растворе. Некоторые из эритроцитов оказываются разрушенными. (Сравните с эритроцитами в изотоническом растворе.)

Опыт 5

Возьмите другое предметное стекло. На один край его поместите каплю 0,9-процентного раствора NaCl, а на другой — каплю гипертонического (10-процентного) раствора NaCl. Внесите в каждую каплю растворов по капле крови и после перемешивания рассмотрите их под микроскопом. В гипертоническом растворе происходит уменьшение размеров эритроцитов, их сморщивание, которое легко обнаруживается по характерному фестончатому их краю. В изотоническом растворе край у эритроцитов гладкий.

Несмотря на то что в кровь может поступать разное количество воды и минеральных солей, осмотическое давление крови поддерживается на постоянном уровне. Это достигается благодаря деятельности почек, потовых желез, через которые из организма удаляются вода, соли и другие продукты обмена веществ.

Физиологический раствор

Для нормальной деятельности организма важно не только количественное содержание солей в плазме крови, что обеспечивает определенное осмотическое давление. Чрезвычайно важен и качественный состав этих солей. Изотонический раствор хлористого натрия не способен длительное время поддерживать работу омываемого им органа. Сердце, например, остановится, если из протекающей через него жидкости полностью исключить соли кальция, то же произойдет при избытке солей калия.

Растворы, которые по своему качественному составу и концентрации солей соответствуют составу плазмы, называют физиологическими растворами. Они различны для разных животных. В физиологии часто применяют жидкости Рингера и Тироде (табл. 1).

Таблица1. Состав жидкостей Рингера и Тироде (в г на 100 мл воды)

В жидкости для теплокровных животных часто, помимо солей, добавляют еще глюкозу и насыщают раствор кислородом. Такие жидкости используют для поддержания жизнедеятельности изолированных от тела органов, а также как заменители крови при кровопотерях.

Реакция крови

Плазма крови имеет не только постоянное осмотическое давление и определенный качественный состав солей, в ней поддерживается постоянство реакции. Практически реакция среды определяется концентрацией водородных ионов. Для характеристики реакции среды пользуются водородным показателем, обозначаемым рН. (Водородный показатель — логарифм концентрации водородных ионов с обратным знаком.) Для дистиллированной воды величина рН составляет 7,07, кислая среда характеризуется рН меньше 7,07, а щелочная — более 7,07. Водородный показатель крови человека при температуре тела 37°С равен 7,36. Активная реакция крови слабощелочная. Даже незначительные сдвиги величины рН крови нарушают деятельность организма и угрожают его жизни. Вместе с тем в процессе жизнедеятельности в результате обмена веществ в тканях происходит образование значительных количеств кислых продуктов, например молочной кислоты при физической работе. При усиленном дыхании, когда из крови удаляется значительное количество угольной кислоты, кровь может подщелачиваться. Организм обычно быстро справляется с такими отклонениями величины рН. Эту функцию осуществляют буферные вещества, находящиеся в крови. К ним относятся гемоглобин, кислые соли угольной кислоты (гидрокарбонаты), соли фосфорной кислоты (фосфаты) и белки крови.

Постоянство реакции крови поддерживается деятельностью легких, через которые удаляется из организма углекислый газ; через почки и потовые железы выводится избыток веществ, имеющих кислую или щелочную реакцию.

Белки плазмы крови

Из органических веществ плазмы наибольшее значение имеют белки. Они обеспечивают распределение воды между кровью и тканевой жидкостью, поддерживая водно-солевое равновесие в организме. Белки участвуют в образовании защитных иммунных тел, связывают и обезвреживают проникшие в организм ядовитые вещества. Белок плазмы фибриноген — основной фактор свертывания крови. Белки придают крови необходимую вязкость, что важно для поддержания на постоянном уровне давления крови.

Форма и количество эритроцитов

У человека и многих млекопитающих животных красные кровяные клетки, или эритроциты, представляют собой безъядерные клетки двояковогнутой формы (цвет. табл. II). Они эластичны, что помогает им проходить по узким капиллярам. Диаметр эритроцита человека 7-8 мкм, а толщина — 2-2,5 мкм. Отсутствие ядра и форма двояковогнутой линзы (поверхность двояковогнутой линзы в 1,6 раза больше поверхности шара) увеличивают поверхность эритроцитов, а также обеспечивают быструю и равномерную диффузию кислорода внутрь эритроцита.

Общая поверхность всех эритроцитов человека более 3000 м², что в 1500 раз превышает поверхность его тела.

Общее количество эритроцитов, находящихся в крови человека, огромно. Оно примерно в 10 000 раз больше населения нашей планеты. Если выстроить все эритроциты человека в один ряд, то получилась бы цепочка длиной около 180 000 км; если же положить эритроциты один на другой, то образовалась бы колонна высотой, превосходящей длину экватора земного шара (50 000- 60 000 км).

В 1 мм³ крови содержится от 4 000 000 до 5 000 000 эритроцитов (у женщин 4 000 000-4 500 000, у мужчин 4 500 000 — 5 000 000).

Количество эритроцитов не строго постоянно. Оно может значительно увеличиваться при недостатке кислорода на больших высотах, при мышечной работе. У людей, живущих в высокогорных районах, эритроцитов примерно на 30% больше, чем у жителей морского побережья. Не случайно, в первые дни пребывания в горной местности человек испытывает слабость, головокружение, снижается его работоспособность. Эти явления связаны с недостаточным поступлением в организм кислорода в условиях разреженного воздуха. Однако через некоторое время состояние человека значительно улучшается, так как в организме увеличивается количество эритроцитов, а следовательно, улучшается обеспечение его кислородом. При переезде из низменных районов в высокогорные количество эритроцитов в крови увеличивается. Когда же потребность в кислороде уменьшается, количество эритроцитов в крови снижается.

Содержание эритроцитов в крови меняется с возрастом (табл. 2).

Подсчет эритроцитов

Подсчет эритроцитов производится при помощи специальных счетных камер.

Для подсчета форменных элементов взятую из пальца кровь разбавляют в специальных смесителях, чтобы создать нужную концентрацию клеток, удобную для счета. Для разбавления крови при подсчете эритроцитов применяют гипертонический (3-про-центный) раствор NaCl, в котором эритроциты сморщиваются.

Таблица 2. Возрастные изменения количества эритроцитов

Смеситель (меланжер) состоит из градуированной капиллярной трубочки с яйцевидным расширением (ампулой). В ампулу помещена стеклянная бусинка для лучшего размешивания крови (рис. 5). Имеются смесители для подсчета красных и белых кровяных телец. В смесителях для эритроцитов бусинка внутри ампулы окрашена в красный цвет, а для лейкоцитов — в белый. На капилляре смесителей имеются метки 0,5 и 1,0; они обозначают половину или целый объем капилляра. Выше яйцевидного расширения метка 101 в смесителе для эритроцитов означает, что полость расширения (ампулы) имеет объем в 100 раз больший, чем объем полости капилляра. На смесителе для лейкоцитов имеется метка И, свидетельствующая о том, что полость ампулы в 10 раз больше полного объема капилляра. Когда в смеситель для эритроцитов набирают кровь до метки 1,0, а затем разбавляют ее 3-процентным раствором NaCl, доводя общий объем до метки 101, кровь будет разведена в 100 раз. При разведении в 200 раз следует набрать кровь в капилляр смесителя до метки 0,5 и добавить разбавляющей жидкости до метки 101.

Рис. 5. Смеситель для разведения крови: 1 — капиллярная трубочка; 2 — ампула; 3 — стеклянная бусинка для перемешивания крови; 4 — стеклянная трубка

Перед употреблением смеситель должен быть тщательно вымыт, высушен продуванием воздуха с помощью водоструйного насоса или резиновой груши. Достаточно ли просушен смеситель, определяют по передвижению бусинки в ампуле: прилипание бусинки к стенкам свидетельствует о наличии влаги.

Счетная камера представляет собой толстое предметное стекло, на верхней поверхности которого имеются три поперечные площадки, разделенные между собой углублениями (рис. 6). Средняя площадка ниже крайних на 0,1 мм, и при наложении на боковые площадки покровного стекла над сеткой средней площадки образуется камера глубиной 0,1 мм. Камера Горяева имеет на средней площадке поперечный желобок. По обе стороны от этого желобка находится квадратная сетка, нарезанная специальной делительной машиной. Сетка может иметь разный рисунок в зависимости от конструкции камеры. В сетке камеры Горяева имеется 225 больших квадратов, 25 из которых разделены на 16 маленьких квадратиков каждый. Размеры маленьких квадратиков в камере любой конструкции одинаковы. Сторона малого квадрата равна 1⁄20 мм, следовательно, его площадь 1⁄20 × 1⁄20 = 1⁄400 (мм²). Если учесть, что высота камеры (расстояние от поверхности средней площадки до покровного стекла) равна 1⁄10 мм, то объем крови над малым квадратом равен: 1⁄400×1⁄10 = 1⁄4000 (мм³).

Опыт 6

Налейте в чашечку раствор для разбавления крови (3-процентный раствор NaCl). Проколите иглой кожу пальца, первую выступившую из пальца каплю крови сотрите ватным тампоном и, когда на пальце появится капля крови достаточной величины, погрузите в нее кончик смесителя. Наконечник смесителя (4 на рис. 5) возьмите в рот и насосите кровь до метки 0,5, Надо следить, чтобы в капилляр не попали пузырьки воздуха. Для этого кончик капилляра должен быть погружен в каплю крови до конца насасывания. Нельзя прижимать смеситель к пальцу, чтобы не закупорить отверстие смесителя. Нужно стараться, чтобы кровь не поднималась выше указанной метки на смесителе, но если это случилось, то можно осторожно опустить кончик капилляра на вату или фильтровальную бумагу, и уровень крови опустится. Разумеется, ошибка при подсчете увеличится. Затем быстро погрузите кончик капилляра в разбавляющую жидкость (3-процентный раствор NaCl). He выпуская кровь из смесителя, насосите в него ртом разбавляющий раствор до метки 101. Кровь теперь будет разведена в 200 раз. Закончив набор жидкости, переведите смеситель в горизонтальное положение, снимите резиновую трубку, закройте капилляр с обоих концов большим и указательным пальцами и тщательно перемешайте жидкости в расширении смесителя. Теперь смеситель в горизонтальном положении опустите на стол.

Рис. 6. Счетная камера Горяева: 1 — вид сверху; 2 — вид сбоку; 3 — сетка Горяева; 4 — смеситель

Плотно притрите покровное стекло к крайним площадкам счетной камеры так, чтобы при опрокидывании камеры стекло не падало. Из смесителя выпустите 2-3 капли жидкости на вату или фильтровальную бумагу, а следующую каплю с кончика капилляра выпустите под покровное стекло в счетную камеру. Смесь жидкостей в силу капиллярности должна ее равномерно заполнить, а положение покровного стекла не должно измениться. Если стекло "всплывает", то камеру тщательно протрите и процедуру заполнения повторите. Заполненную камеру поместите под микроскоп.

При малом увеличении подсчитайте число эритроцитов в 80 маленьких квадратиках, что соответствует 5 большим часто разграфленным квадратам. 5 больших квадратов выбирайте по диагонали через всю счетную камеру. Это делается для того, чтобы уменьшить ошибку, связанную с неравномерностью заполнения камеры.

Чтобы облегчить подсчет эритроцитов, на листе бумаги нарисуйте 5 больших квадратов, каждый из них разделите на 16 маленьких квадратиков. Подсчитав под микроскопом число эритроцитов в каждом маленьком квадратике, впишите эту величину в квадратики на бумаге.

Для того чтобы не ошибиться в подсчете и дважды не подсчитать эритроциты, лежащие на границах между малыми квадратиками, пользуйтесь таким правилом: относящимися к данному квадрату считаются эритроциты, лежащие как внутри квадрата, так и на его левой и верхней границе. Эритроциты, лежащие на правой и нижней границе квадрата, не считаются.

Исходным для дальнейших расчетов принимают объем жидкости над одним малым квадратиком. Поскольку он равен 1⁄4000 мм³, то количество эритроцитов в 1 мм³ крови можно подсчитать, умножив среднее количество эритроцитов в малом квадратике на 4000 и на величину разведения крови.

где Э — число эритроцитов в 1 мм³ крови;

n — число эритроцитов, подсчитанное в 80 малых квадратиках;

200 — разведение крови.

Закончив подсчет эритроцитов, вымойте счетную камеру и вытрите ее насухо чистой марлей.

Значение эритроцитов в поддержании постоянства внутренней среды

Основная функция эритроцитов заключается в переносе кислорода от легких ко всем клеткам тела. Находящийся в эритроцитах гемоглобин легко соединяется с кислородом и легко отдает его в определенных условиях.

Велика роль эритроцитов и в удалении углекислого газа из тканей. При участии эритроцитов углекислый газ, образующийся в процессе жизнедеятельности клеток, превращается в углекислые соли, которые постоянно циркулируют в крови. В капиллярах легких эти соли, опять же при обязательном участии эритроцитов, распадаются с образованием углекислого газа и воды. Углекислый газ и часть воды тут же удаляются из организма через дыхательные пути.

Эритроциты поддерживают относительное постоянство газового состава крови. При нарушении их функции во внутренней среде организма резко повышается содержание углекислого газа и развивается кислородная недостаточность, что губительно сказывается на деятельности всего организма.

Гемоглобин

В составе эритроцитов содержится белковое вещество гемоглобин, придающее крови красный цвет. Гемоглобин состоит из белковой части — глобина — и небелкового вещества — гема, содержащего двухвалентное железо. В капиллярах легких гемоглобин соединяется с кислородом, образуя оксигемоглобин.

В капиллярах тканей оксигемоглобин легко распадается с освобождением кислорода и гемоглобина. Этому способствует высокое содержание в тканях углекислого газа.

Оксигемоглобин имеет ярко-красный цвет, а гемоглобин — темно-красный. Этим объясняется различие в окраске венозной и артериальной крови.

Оксигемоглобин обладает свойствами слабой кислоты, что имеет важное значение в поддержании постоянства реакции крови (рН).

Гемоглобин способен образовывать соединение и с углекислым газом. Этот процесс происходит в капиллярах тканей. В капиллярах легких, где содержание углекислого газа значительно меньше, чем в капиллярах тканей, соединение гемоглобина с углекислым газом распадается. Таким образом, гемоглобин переносит не только кислород от легких к тканям. Он участвует и в переносе углекислого газа.

Наиболее прочно гемоглобин соединяется с угарным газом (СО). При содержании в воздухе 0,1% угарного газа больше половины гемоглобина крови связывается с окисью углерода, в связи с чем клетки и ткани не обеспечиваются необходимым количеством кислорода. В результате кислородного голодания появляются мышечная слабость, судороги, происходит потеря сознания и может наступить смерть.

Первая помощь при отравлении угарным газом — обеспечить приток чистого воздуха, напоить пострадавшего крепким чаем, а дальше необходимо медицинское вмешательство.

В 100 мл крови человека содержится в среднем около 16 г гемоглобина.

Определение количества гемоглобина производится колориметрическим способом, основанным на следующем принципе: если исследуемый раствор путем разбавления довести до окраски, одинаковой со стандартным раствором, то концентрация растворенных веществ в обоих растворах будет одинакова, а количества веществ будут соотноситься как их объемы. Зная количество вещества в стандартном растворе, можно вычислить его содержание в исследуемом растворе. Прибор для определения количества гемоглобина в крови называют гемометром.

Гемометр (рис. 7) представляет собой штатив, задняя стенка которого сделана из стекла молочного цвета. В штатив вставлены три пробирки одинакового диаметра. Две крайние пробирки сверху запаяны и содержат стандартный раствор солянокислого гематина (соединение гемоглобина с соляной кислотой). Средняя пробирка градуирована и открыта сверху. Она предназначена для исследуемой крови. К прибору приложены пипетка на 20 мм³ и тонкая стеклянная палочка. Раствор, взятый для стандарта, содержит в 100 мл 16,7 г гемоглобина. Такое содержание гемоглобина считается высшим пределом нормы и принимается за 100%. Для проведения исследования гемоглобин испытуемой крови нужно перевести в солянокислый гематин. Это вещество коричневого цвета, а стандартный раствор его имеет окраску крепкого чая.

Рис. 7. Гемометр

Опыт 7

В среднюю пробирку гемометра налейте 0,1-нормального раствора соляной кислоты до метки 10. В специальную пипетку, прилагаемую к гемометру, наберите 20 мм³ крови; обтерев кончик пипетки ваткой (уровень крови в ней при этом не должен меняться), осторожно выдуйте кровь на дно пробирки с соляной кислотой. Не вынимая из пробирки пипетку, несколько раз сполосните ее соляной кислотой. Наконец, прикоснитесь пипеткой к стенке пробирки и тщательно выдуйте ее содержимое. Раствор оставьте на 5-10 мин, перемешивая его стеклянной палочкой. Это время необходимо для полного превращения гемоглобина в солянокислый гематин.

Затем в среднюю пробирку по каплям приливайте пипеткой дистиллированную воду до тех пор, пока цвет полученного раствора не будет одинаковым с цветом стандарта (добавляя воду, раствор перемешивайте палочкой). Особенно осторожно добавляйте последние капли.

Цифра, стоящая на уровне поверхности раствора в средней пробирке, покажет содержание гемоглобина в исследуемой крови в процентах по отношению к норме, условно принятой за 100 %.

Реакция оседания эритроцитов (РОЭ)

Если кровь предохранить от свертывания и оставить на несколько часов в капиллярных трубочках, то эритроциты, находящиеся в крови, в силу тяжести начинают оседать. Они оседают с определенной скоростью. У женщин нормальная скорость оседания эритроцитов 7-12 мм в 1ч, а у мужчин — 3- 9 мм в 1 ч.

Рис. 8. Прибор Панченкова

Определение скорости оседания эритроцитов имеет важное диагностическое значение в медицине. При туберкулезе, различных воспалительных процессах в организме скорость оседания эритроцитов повышается.

Реакцию оседания эритроцитов (РОЭ) определяют с помощью прибора Панченкова (рис. 8).

Прибор представляет собой штатив, в котором укреплены в вертикальном положении капиллярные трубочки. На капиллярах нанесены деления в миллиметрах. Кроме того, на каждом капилляре имеются еще три метки: метка К (кровь), метка Р (реактив) и метка О, которая стоит на одном уровне с меткой К.

Форма и количество лейкоцитов

Лейкоциты, или белые кровяные тельца, — это бесцветные клетки, содержащие ядра разнообразной формы. В 1 мм³ крови здорового человека содержится около 6000- 8000 лейкоцитов.

При рассматривании в микроскоп мазка окрашенной крови можно заметить, что лейкоциты имеют разнообразную форму цвет. табл. II). Различают две группы лейкоцитов: зернистые и незернистые. У первых в цитоплазме имеются мелкие зерна (гранулы), окрашивающиеся разными красителями в синий, красный или фиолетовый цвет. У незернистых форм лейкоцитов таких зерен нет.

Среди незернистых лейкоцитов различают лимфоциты — круглые клетки с очень темными округлыми ядрами — и моноциты — клетки большей величины с ядрами неправильной формы.

Зернистые лейкоциты по-разному относятся к различным красителям. Если зерна цитоплазмы лучше окрашиваются основными (щелочными) красками, то такие формы называют базофилами, если кислыми — эозинофилами (эозин — кислый краситель), а если цитоплазма окрашивается нейтральными красками — нейтрофилами.

Между отдельными формами лейкоцитов существует определенное соотношение. Соотношение различных форм лейкоцитов, выраженное в процентах, называют лейкоцитарной формулой (табл. 3).

Таблица 3. Лейкоцитарная формула крови здорового человека

При некоторых заболеваниях наблюдаются характерные изменения соотношения отдельных форм лейкоцитов. При наличии глистов увеличивается число эозинофилов, при воспалениях возрастает число нейтрофилов. При туберкулезе обычно отмечают увеличение количества лимфоцитов.

Часто лейкоцитарная формула меняется в течение заболевания. В острый период инфекционного заболевания, при тяжелом течении болезни эозинофилы могут не обнаруживаться в крови, а с началом выздоровления, еще до видимых признаков улучшения состояния больного, они отчетливо видны под микроскопом.

На лейкоцитарную формулу оказывают влияние и некоторые лекарства. При длительном лечении пенициллином, стрептомицином и другими антибиотиками в крови может увеличиться число эозинофилов, что должно насторожить врача в отношении дальнейшего применения этих лекарственных средств.

Лейкоциты подсчитывают так же, как и эритроциты (см. опыт 6).

Опыт 9

Кровь при подсчете лейкоцитов разбавьте в 10 или 20 раз. При разведении в 20 раз наберите кровь в смеситель для лейкоцитов до метки 0,5, а затем насосите разбавляющий раствор до метки 11.

Разбавьте кровь 3-процентным раствором уксусной кислоты, подкрашенным метиленовой синью. Уксусная кислота необходима для того, чтобы разрушить эритроциты, наличие которых мешало бы подсчету лейкоцитов, а метиленовая синь подкрашивает ядра лейкоцитов, которые служат основным ориентиром при подсчете.

Подсчет лейкоцитов ведите при малом увеличении микроскопа. Для большей точности лейкоциты подсчитывайте в 25 больших квадратах, что соответствует 400 малым квадратикам. Формула для подсчета количества лейкоцитов:

где Л — число лейкоцитов в 1 мм³ крови;

п — число лейкоцитов в 400 малых (25 больших) квадратах;

20 — разведение крови.

В крови разных людей содержится неодинаковое количество лейкоцитов. В теле взрослого человека содержится в среднем 60 млрд. лейкоцитов. Количество лейкоцитов в крови может меняться. После приема пищи, тяжелой мышечной работы содержание этих клеток в крови увеличивается. Особенно много лейкоцитов появляется в крови при воспалительных процессах.

Лейкоциты живут 2-4 дня. Они образуются в красном костном мозге, селезенке и лимфатических узлах.

В отличие от эритроцитов лейкоциты способны самостоятельно двигаться в организме.

Значение лейкоцитов

Основная функция лейкоцитов — защита организма от микроорганизмов, чужеродных белков, инородных тел, проникающих в кровь и ткани.

Лейкоциты обладают способностью самостоятельно двигаться, выпуская ложноножки (псевдоподии). Они могут покидать кровеносные сосуды, проникая через сосудистую стенку, и передвигаться между клетками различных тканей организма.

Рис. 9. Фагоцитоз бактерии лейкоцитом (три последовательные стадии)

В кровеносных сосудах лейкоциты передвигаются вдоль стенок, иногда даже против тока крови. Скорость движения разных лейкоцитов не одинакова. Наиболее быстро движутся нейтрофилы — около 30 мкм в 1 мин; лимфоциты и базофилы передвигаются медленнее. При заболеваниях скорость движения лейкоцитов, как правило, возрастает. Это связано с тем, что проникшие в организм болезнетворные микробы в результате жизнедеятельности выделяют ядовитые для человека вещества — токсины. Они-то и вызывают ускоренное движение лейкоцитов.

Приблизившись к микроорганизму, лейкоциты ложноножками обволакивают его и втягивают внутрь цитоплазмы (рис. 9.). Один нейтрофил может поглотить 20-30 микробов. Через 1 ч все они оказываются переваренными внутри нейтрофила. Это происходит при участии специальных ферментов, разрушающих микроорганизмы.

Если инородное тело по своим размерам превышает лейкоцит, то вокруг него накапливаются группы нейтрофилов, образуя барьер. Переваривая или разрушая это инородное тело вместе с окружающими его тканями, лейкоциты гибнут. В результате вокруг чужеродного тела образуется гнойник, который через некоторое время разрывается и его содержимое выбрасывается из организма.

Поглощение и переваривание лейкоцитами различных микробов, простейших организмов и всяких чужеродных веществ, попадающих в организм, называют фагоцитозом, а сами лейкоциты — фагоцитами.

Явление фагоцитоза было изучено И. И. Мечниковым.

Лейкоциты играют важную роль и в освобождении организма от отмерших клеток. В теле человека постоянно происходит процесс старения и отмирания клеток и нарождение новых клеток. Если бы отмершие клетки не уничтожались, то организм был бы отравлен продуктами распада и жизнь стала бы невозможной. Лейкоциты собираются вокруг отмерших клеток, втягивают их внутрь себя и с помощью ферментов расщепляют до более простых соединений, которые используются организмом.

Фагоцитоз — защитная реакция организма, способствующая сохранению постоянства его внутренней среды.

Защита организма от инфекции

Человек живет в окружении самых разнообразных микробов, в том числе болезнетворных бактерий и вирусов. Многие из них находятся в организме больных животных и людей, от которых они могут тем или иным путем передаваться здоровым. Например, от больных животных человек может заразиться бруцеллезом, ящуром при употреблении сырого молока.

Возбудители столбняка, находящиеся в почве, через поврежденные ткани могут проникнуть в организм и вызвать тяжелое заболевание. Хорошо известны инфекции, передающиеся воздушно-капельным путем при кашле, чихании, разговоре и т. д. Так люди заражаются гриппом, туберкулезом и другими инфекциями.

Однако жизненный опыт показывает, что человек значительно чаще заражается, чем болеет, т. е. другими словами, заражение не всегда вызывает заболевание. Защитные силы организма настолько велики, что в большинстве случаев микробы — возбудители болезней погибают раньше, чем успевают причинить какой-либо вред. Лишь некоторым из них удается, да и то на время, взять верх над защитными силами и проникнуть внутрь организма. Что же представляют собой защитные факторы организма?

На пути микробов во внутреннюю среду располагаются барьеры. Это — кожа и слизистые оболочки. Они препятствуют проникновению возбудителей болезни во внутреннюю среду организма. При этом важную роль играют вещества, образующиеся в коже и в слизистых оболочках. Эти вещества губительно действуют на большинство микробов, а некоторые из них соединяются с микробами и лишают их активности. В таком состоянии микробы уже не могут противостоять клеткам-фагоцитам, которые и поглощают их в огромных количествах.

Фагоциты обладают очень высокой подвижностью и скапливаются в большом количестве там, где возникает опасность инфекции. Кроме подвижных фагоцитов есть и неподвижные; они находятся на всех возможных путях распространения инфекции: в кровеносных сосудах, лимфатических узлах, костном мозге, селезенке и т. д.

Характер реакции защитных сил организма на инфекцию можно понять, если вспомнить, как развивается фурункул (чирей): после того как инфекция проникнет в волосяной мешочек, начинается воспаление. При этом вокруг центра фурункула образуется инфильтрат, из-за которого фурункул нередко оказывается значительных размеров. На самом же деле инфекционный очаг занимает лишь центр фурункула; остальная часть его — это защитный вал из скопившихся в огромном количестве лейкоцитов, которые как бы сжимают очаг инфекции и не дают ему распространиться.

Наверное, многим из вас приходилось иметь дело с занозой. Обычно в течение 1-2 дней она беспокоит человека, а затем ее перестаешь замечать. Если на занозе были микробы, то начинается нагноение, и она или выходит наружу с гноем, или же поглощается фагоцитами.

Важная роль в защите организма принадлежит антителам.

Антитела (противотела, иммунные, защитные вещества) — это белковые вещества, образующиеся в организме при попадании в него чужеродных веществ. Они находятся в крови и других тканях тела человека. Антитела образуются при проникновении в кровь или лимфу микроорганизмов, их ядов, чужеродных белков и других веществ. Наиболее активно вырабатывают защитные вещества лимфоциты и моноциты.

Защитные вещества (антитела), находящиеся в плазме крови, по-разному действуют на проникшие в организм болезнетворные микробы или чужеродные вещества. Одни антитела склеивают микроорганизмы, другие осаждают склеенные частицы, а третьи разрушают, растворяют их.

Есть специальные защитные вещества — антитоксины. Они нейтрализуют циркулирующие в крови яды микробов (токсины).

Защитные вещества обладают специфичностью. Они действуют губительно только на тот микроб или его яды или на чужеродный белок, который послужил причиной их образования.

Образуясь в больших количествах при проникновении в организм чужеродных веществ, защитные вещества охраняют постоянство внутренней среды организма.

Благодаря наличию специальных защитных веществ в крови человек становится невосприимчивым к некоторым инфекционным болезням. Невосприимчивость к инфекционным заболеваниям называют иммунитетом, а антитела против возбудителя той или другой болезни — иммунными телами.

Врожденный и приобретенный иммунитет

Защитные (иммунные) вещества обнаруживаются в организме с момента рождения. В этих случаях говорят о врожденном иммунитете. Он наследуется от родителей. Наследственным иммунитетом объясняется невосприимчивость человека к возбудителю чумы рогатого скота. Иммунные вещества могут через плаценту проникать от матери к плоду. Некоторые иммунные вещества новорожденные получают с материнским молоком. Известно, что в течение первых месяцев жизни дети не болеют корью, полиомиелитом (детский паралич) и другими инфекционными заболеваниями.

Иммунитет может выработаться у человека после перенесения инфекционного заболевания. Это приобретенный иммунитет. После выздоровления в крови человека остаются защитные вещества против возбудителя болезни, которую он перенес. Если теперь возбудитель этой болезни проникает в кровь человека, то он и выделяемые им яды будут обезврежены соответствующими иммунными телами и болезнь не разовьется. Вот почему люди, переболев в детстве коклюшем, корью, обычно не заболевают ими повторно.

Невосприимчивость к тому или иному заболеванию, полученную организмом по наследству или приобретенную в результате перенесенного заболевания, называют естественным иммунитетом. Естественный иммунитет прочный, держится многие годы.

Иммунитет можно вызвать искусственно. При активной форме искусственного иммунитета в организм вводят ослабленных или убитых возбудителей той или иной болезни. Ослабленные таким путем яды возбудителей болезни вызывают выработку против них соответствующих защитных веществ (антитоксинов). В этом случае организм активно участвует в создании невосприимчивости к той или другой болезни. Примером искусственного иммунитета являются предохранительные прививки.

В медицинской практике широко пользуются пассивной иммунизацией. При этом заболевшему человеку вводят сыворотку крови переболевших людей или животных. В такой сыворотке уже есть готовые иммунные тела против возбудителей болезни. Когда ребенок заболевает корью, ему впрыскивают сыворотку крови человека, переболевшего корью. В ней содержатся антитела против возбудителей кори. Такую же роль выполняет противодифтерийная сыворотка, которая содержит готовые иммунные вещества против возбудителя дифтерии. Готовят ее из сыворотки крови лошадей, которым предварительно впрыскивали под кожу яд дифтерийных микробов. В крови лошади вырабатываются иммунные тела против возбудителя дифтерии. Их-то и вводят вместе с сывороткой лошадиной крови заболевшему дифтерией человеку или в целях профилактики от этого заболевания. Иммунитет, который приобретается путем предохранительных прививок или введением лечебных сывороток, называют искусственным. Эта форма иммунитета менее прочная, чем естественный иммунитет.

Известно, что предупреждать болезнь легче, чем лечить. Именно поэтому велика роль предохранительных прививок в снижении заболеваемости оспой, дифтерией, коклюшем и другими инфекционными болезнями.

Важная роль в борьбе с инфекцией принадлежит повышению температуры тела. При этом защитные силы организма активизируются: повышаются подвижность фагоцитов и их способность пожирать микробы, нейтрализация чужеродных веществ, токсинов и микробов антителами происходит более эффективно.

Группы крови

Если человек теряет большое количество крови, то нарушается постоянство объема внутренней среды организма. И потому уже с древних времен в случае кровопотери, при заболеваниях люди пытались переливать больным кровь животных или здорового человека.

В письменных памятниках древних египтян, в трудах греческого ученого и философа Пифагора, в произведениях греческого поэта Гомера и римского поэта Овидия описываются попытки использовать кровь для лечения. Больным давали пить кровь животных или здоровых людей. Естественно, это не приносило успеха.

В 1667 г. во Франции Ж. Дени произвел первое в истории человечества внутривенное переливание крови человеку. Обескровленному умирающему юноше перелили кровь ягненка. Хотя чужеродная кровь и вызвала тяжелую реакцию, больной перенес ее и выздоровел. Успех окрылил врачей. Однако последующие попытки переливания крови были неудачными. Родственники потерпевших возбудили против врачей судебный процесс, и переливание крови было запрещено законом.

В конце XVIII в. было доказано, что неудачи и тяжелые осложнения, которые возникали при переливании человеку крови животных, объясняются тем, что эритроциты животного склеиваются и разрушаются в кровяном русле человека. При этом из них выделяются вещества, действующие на человеческий организм как яды. Стали пробовать переливать человеческую кровь.

Рис. 10. Склеившиеся эритроциты под микроскопом (в круге)

Первое в мире переливание крови от человека человеку было сделано в 1819 г. в Англии. В России его произвел впервые в 1832 г. петербургский врач Вольф. Успех этого переливания был блестящим: жизнь женщины, находившейся при смерти из-за большой кровопотери, была спасена. А дальше все пошло по-старому: то блистательный успех, то тяжелое осложнение вплоть до смерти. Осложнения очень напоминали тот эффект, который наблюдался после переливания человеку крови животных. Значит, в некоторых случаях кровь одного человека может оказаться чужеродной для другого.

Научный ответ на этот вопрос дали почти одновременно два ученых — австриец Карл Ландштейнер и чех Ян Янский. Они обнаружили у людей 4 группы крови.

Ландштейнер обратил внимание на то, что иногда сыворотка крови одного человека склеивает эритроциты крови другого (рис. 10). Это явление получило название агглютинации. Свойство эритроцитов склеиваться при действии на них плазмы или сыворотки крови другого человека стало основой разделения крови всех людей на 4 группы (табл. 4).

Таблица 4. Группы крови

Почему же происходит склеивание, или агглютинация, эритроцитов?

В эритроцитах были обнаружены вещества белковой природы, которые назвали агглютиногенами (склеиваемыми веществами). У людей их существуют два вида. Условно их обозначили буквами латинского алфавита — А и В.

У людей с I группой крови в эритроцитах агглютиногены отсутствуют, кровь II группы содержит агглютиноген А, в эритроцитах крови III группы есть агглютиноген В, кровь IV группы содержит агглютиногены А и В.

В связи с тем что в эритроцитах I группы крови агглютиногенов не содержится, эту группу обозначают нулевой (0) группой. II группу из-за наличия в эритроцитах агглютиногена А обозначают А, III группу — В, IV группу — АВ.

В плазме крови обнаружены агглютинины (склеивающие вещества) двух видов. Их обозначают буквами греческого алфавита — α (альфа) и β (бета).

Агглютинин α склеивает эритроциты с агглютиногеном А, агглютинин β склеивает эритроциты с агглютиногеном В.

В сыворотке крови I (0) группы содержатся агглютинины α и β, в крови II (А) группы — агглютинин β, в крови III (В) группы — агглютинин α, в крови IV (АВ) группы агглютининов нет.

Определить группу крови можно, если иметь готовые сыворотки крови II и III групп.

Принцип методики определения группы крови следующий. В пределах одной группы крови нет агглютинации (склеивания) эритроцитов. Однако агглютинация может произойти, и эритроциты соберутся в комочки, если они попадут в плазму или сыворотку крови другой группы. Следовательно, совмещая кровь испытуемого с заведомо известной (стандартной) сывороткой, можно по реакции агглютинации решить вопрос о групповой принадлежности исследуемой крови. Стандартные сыворотки в ампулах можно получить на станции (или в пунктах) переливания крови.

Опыт 10

На предметное стекло палочкой нанесите по капле сыворотки II и III групп крови. Чтобы избежать ошибки, на стекле возле каждой капли поставьте соответствующий номер группы сыворотки. Иглой проколите кожу пальца и при помощи стеклянной палочки перенесите по капле исследуемой крови в каплю стандартной сыворотки; тщательно размешайте кровь в капле сыворотки палочкой до тех пор, пока смесь не станет равномерно окрашенной в розовый цвет. Через 2 мин к каждой из капель прибавьте по 1-2 капли физиологического раствора и снова перемешайте. Следите за тем, чтобы для каждой манипуляции использовалась чистая стеклянная палочка. Предметное стекло поместите на белую бумагу и через 5 мин рассмотрите результаты. При отсутствии агглютинации капля представляет собой равномерную мутную взвесь эритроцитов. В случае же агглютинации простым глазом видно образование хлопьев эритроцитов в прозрачной жидкости. При этом возможны 4 варианта, которые позволяют отнести испытуемую кровь к одной из четырех групп. В решении этого вопроса вам может помочь рисунок 11.

Рис. 11. Определение групп крови (группы, к которым принадлежат сыворотки, отмечены римскими цифрами): 1 — агглютинация не произошла в сыворотке ни II, ни III группы — кровь I группы, 2 — агглютинация произошла в сыворотке III группы — кровь II группы: 3 — агглютинация произошла в сыворотке II группы — кровь III группы; 4 — агглютинация произошла в сыворотке II и III группы — кровь IV группы

Если агглютинация отсутствует во всех каплях, то это указывает на принадлежность исследуемой крови к I группе. Если агглютинация отсутствует в сыворотке III (В) группы и произошла в сыворотке II (А) группы, то исследуемая кровь принадлежит к III группе. Если агглютинация отсутствует в сыворотке II группы и имеется в сыворотке III группы, то кровь принадлежит ко II группе. При агглютинации обеими сыворотками можно говорить о принадлежности крови к IV (АВ) группе.

При этом нужно помнить, что реакция агглютинации сильно зависит от температуры. На холоде она не происходит, а при высокой температуре может произойти агглютинация эритроцитов и с неспецифической сывороткой. Лучше всего производить работу при температуре 18-22°С.

I группу крови в среднем имеют 40% людей, II группу — 39%, III- 15%, IV группу — 6%.

Кровь всех четырех групп одинаково полноценна в качественном отношении и отличается только описанными свойствами.

Принадлежность к той или другой группе крови не зависит ни от расы, ни от национальности. Группа крови не меняется в течение жизни человека.

В обычных условиях в крови одного и того же человека не могут встретиться одноименные агглютиногены и агглютинины (А не может встретиться с α, В не может встретиться с β). Это может произойти только при неправильном переливании крови. Тогда наступает реакция агглютинации, эритроциты склеиваются. Комочки склеившихся эритроцитов могут закупорить капилляры, что очень опасно для человека. Вслед за склеиванием эритроцитов наступает их разрушение. Ядовитые продукты распада эритроцитов отравляют организм. Этим и объясняются тяжелые осложнения и даже смерть при неправильно произведенном переливании крови.

Правила переливания крови

Изучение групп крови позволило установить правила переливания крови.

Людей, дающих кровь, называют донорами, а людей, которым вливают кровь, — реципиентами.

При переливании надо обязательно учитывать совместимость групп крови. При этом важно, чтобы в результате переливания крови эритроциты донора не склеивались кровью реципиента (табл. 5).

Таблица 5. Совместимость групп крови

На таблице 5 агглютинация обозначена знаком плюс (+), а отсутствие агглютинации — знаком минус (-).

Кровь людей I группы можно переливать всем людям, поэтому людей с I группой крови называют универсальными донорами. Кровь людей II группы можно переливать людям, имеющим II и IV группу крови, кровь людей III группы — людям с III и IV группой крови.

Из таблицы 5 также видно (см. по горизонтали), что если у реципиента I группа крови, то ему можно переливать кровь только I группы, во всех остальных случаях произойдет агглютинация. Людей же с IV группой крови называют универсальными реципиентами, так как им можно переливать кровь всех четырех групп, зато их кровь можно переливать только людям с IV группой крови (рис. 12).

Резус-фактор

При переливании крови, даже при тщательном учете групповой принадлежности донора и реципиента, иногда встречались тяжелые осложнения. Оказалось, в эритроцитах 85% людей имеется так называемый резус-фактор. Так он назван потому, что впервые был обнаружен в крови мартышки Macacus rhesus. Резус-фактор — белок. Людей, эритроциты крови которых содержат этот белок, называют резус-положительными. В эритроцитах крови 15% людей резус-фактора нет, это — резус-отрицательные люди.

Рис. 12. Схема совместимости групп крови. Стрелками показано, кровь каких групп можно переливать лицам, имеющим ту или иную группу крови

В отличие от агглютиногенов, для резус-фактора в плазме крови людей готовых антител (агглютининов) не имеется. Но антитела против резус-фактора могут образоваться. Если в кровь резус-отрицательным людям перелить кровь резус-положительную, то разрушения эритроцитов при первом переливании не наступит, поскольку в крови реципиента нет готовых антител к резус-фактору. Но после первого же переливания они образуются, так как резус-фактор является чужеродным белком для крови резус-отрицательного человека. При повторном переливании резус-положительной крови в кровь резус-отрицательного человека образовавшиеся ранее антитела вызовут разрушение эритроцитов перелитой крови. Поэтому при переливании крови надо учитывать совместимость и по резус-фактору.

Очень давно врачи обратили внимание на тяжелее, в прошлом часто смертельное заболевание младенцев — гемолитическую желтуху. Причем в одной семье заболевало несколько детей, что наводило на мысль о наследственном характере болезни. Единственное, что не укладывалось в это предположение, — отсутствие признаков недуга у первого родившегося ребенка и нарастание тяжести заболевания у второго, третьего и последующих детей.

Оказалось, гемолитическая болезнь новорожденных вызывается несовместимостью эритроцитов матери и плода по резус-фактору. Это происходит в том случае, если мать имеет резус-отрицательную кровь, а плод унаследовал от отца резус-положительную кровь. В период внутриутробного развития происходит следующее (рис. 13). Эритроциты плода, имеющие резус-фактор, попадая в кровь матери, эритроциты которой не содержат его, являются там "чужеродными", антигенами, и против них вырабатываются антитела. Но вещества крови матери через плаценту снова попадают в организм ребенка, теперь уже имея антитела против эритроцитов плода.

Возникает резус-конфликт, следствием чего является разрушение эритроцитов ребенка и болезнь гемолитическая желтуха.

Рис. 13. Схема возникновения гемолитической болезни новорожденных. Обозначив резус-фактор знаком + легко проследить его путь: от отца он передается плоду, а от него — матери; образовавшиеся в ее организме резус-антитела (кружочки со стрелками) возвращаются к плоду и разрушают его эритроциты

С каждой новой беременностью концентрация антител в крови матери возрастает, что может приводить даже к гибели плода.

В браке резус-отрицательного мужчины с резус-положительной женщиной дети рождаются здоровыми. К болезни ребенка может привести лишь комбинация "резус-отрицательная мать и резус-положительный отец".

Знание этого явления дает возможность заранее планировать профилактические и лечебные мероприятия, с помощью которых в наши дни удается спасти 90-98% новорожденных. С этой целью все беременные женщины с резус-отрицательной кровью берутся на особый учет, осуществляется их ранняя госпитализация, заготовляется резус-отрицательная кровь на случай появления младенца с признаками гемолитической желтухи. Обменные переливания с введением резус-отрицательной крови спасают таких детей.

Способы переливания крови

Существуют два способа переливания крови. При прямом (непосредственном) переливании кровь с помощью специальных приспособлений прямо от донора переливают реципиенту (рис. 14). Прямое переливание крови применяют редко и только в специальных лечебных учреждениях.

Для непрямого переливания кровь донора предварительно собирают в сосуд, где смешивают с веществами, препятствующими ее свертыванию (чаще всего добавляют лимоннокислый натрий). Кроме того, к крови прибавляют консервирующие вещества, которые позволяют хранить ее в годном для переливания виде длительное время. Такую кровь можно перевозить в запаянных ампулах на далекие расстояния.

Рис. 14. Шприц для прямого переливания крови

Рис. 15. Система для переливания крови: 1 — игла; 2 — смотровая стеклянная трубка; 3 — ампула с кровью; 4 — соединительная трубка; 5 — тройник; 6 — баллон для создания давления; 7 — манометр

При переливании консервированной крови на конец ампулы насаживают резиновую трубку с иглой, которую затем вводят в локтевую вену больного (рис. 15). На резиновую трубку надевают зажим; с его помощью можно регулировать скорость введения крови — быстрым ("струйным") или медленным ("капельным") способом.

В некоторых случаях переливают не цельную кровь, а ее составные части: плазму или эритроцитарную массу, которую применяют при лечении малокровия. Тромбоцитарную массу переливают при кровотечениях.

Несмотря на большую лечебную ценность консервированной крови, все же есть необходимость в растворах, могущих заменить кровь. Предложено много рецептов заменителей крови. Состав их отличается большей или меньшей сложностью. Все они обладают теми или иными свойствами плазмы крови, но не имеют свойств форменных элементов.

В последнее время в лечебных целях используют кровь, взятую от трупа. Кровь, извлеченная в первые шесть часов после внезапной смерти от несчастного случая, сохраняет все ценные биологические свойства.

Переливание крови или ее заменителей получило в нашей стране широкое распространение и является одним из эффективных способов сохранения жизни при больших кровопотерях.

Оживление организма

Переливание крови сделало возможным возвращать к жизни людей, у которых наступала клиническая смерть, когда прекращалась сердечная деятельность и останавливалось дыхание; необратимые изменения в организме при этом еще не наступали.

Первое успешное оживление собаки было произведено в 1913 г. в России. Через 3-12 мин после наступления клинической смерти собаке в сонную артерию по направлению к сердцу под давлением вводили кровь, в которую были добавлены вещества, стимулирующие сердечную деятельность. Введенная таким образом кровь направлялась в сосуды, снабжающие кровью сердечную мышцу. Через некоторое время восстанавливалась деятельность сердца, затем появлялось дыхание, и собака оживала.

В годы Великой Отечественной войны опыт первых успешных оживлений в клинике был перенесен в условия фронта. Вливание крови под давлением в артерии в сочетании с искусственным дыханием возвращало к жизни бойцов, доставленных в походную операционную с только что прекратившейся сердечной деятельностью и остановившимся дыханием.

Опыт советских ученых показывает, что при своевременном вмешательстве можно достигнуть оживления после смертельных кровопотерь, при травмах и некоторых отравлениях.

Доноры крови

Несмотря на то что предложено большое количество различных заменителей крови, все же самой ценной для переливания является натуральная кровь человека. Она не только восстанавливает постоянство объема и состава внутренней среды, но и лечит. Кровь нужна, чтобы заполнить аппараты искусственного кровообращения, которые на время некоторых операций заменяют сердце и легкие больного. Для работы аппарата "искусственная почка" требуется от 2 до 7 л крови. Человеку с тяжелым отравлением иногда для спасения переливают до 17 л крови. Много людей было спасено благодаря своевременному переливанию крови.

Люди, добровольно дающие свою кровь для переливания, — доноры — пользуются глубоким уважением и признанием народа. Донорство является почетной общественной функцией гражданина СССР.

Донором может стать каждый здоровый человек, достигший 18 лет, независимо от пола и рода деятельности. Взятие у здорового человека небольшого количества крови не оказывает отрицательного влияния на организм. Кроветворные органы легко восполняют эти небольшие потери крови. За один раз у донора берут около 200 мл крови.

Если сделать анализ крови у донора до и после сдачи крови, то окажется, что сразу же после взятия крови содержание в ней эритроцитов и лейкоцитов будет даже выше, чем до взятия. Это объясняется тем, что в ответ на такую небольшую кровопотерю организм сразу же мобилизует свои силы и находящаяся в виде резерва (или депо) кровь поступает в кровоток. Причем организм восполняет потерю крови даже с некоторым избытком. Если человек регулярно сдает кровь, то через некоторое время содержание в его крови эритроцитов, гемоглобина и других составных частей становится выше, чем до того, как он стал донором.

Вопросы и задания к главе "Внутренняя среда организма"

1. Что называют внутренней средой организма?

2. Каким образом поддерживается постоянство внутренней среды организма?

3. Как можно ускорить, замедлить или предотвратить свертывание крови?

4. Капля крови помещена в 0,3-процентный раствор NaCl. Что произойдет при этом с эритроцитами крови? Объясните это явление.

5. Почему в высокогорных местностях количество эритроцитов в крови увеличивается?

6. Кровь какого донора можно переливать вам, если у вас III группа крови?

7. Посчитайте, сколько процентов учеников вашего класса имеют кровь I, II, III и IV группы.

8. Сравните содержание гемоглобина в крови у нескольких учеников вашего класса. Для сравнения возьмите данные опытов полученные при определении содержания гемоглобина в крови мальчиков и девочек.