Кровь - Учебное пособие по биологии для учеников 8 класса

Кровь

Для нормальной жизни организма его тканям, клеткам необходимо постоянное поступление кислорода, питательных веществ, а также бесперебойное удаление продуктов обмена. Все эти вещества могут проходить через клеточные мембраны только в виде растворов, поэтому клетки существуют лишь в жидкой среде. Через неё осуществляется связь живых клеток, тканей с внешней средой.

Внутренней средой организма человека являются тканевая жидкость, кровь и лимфа.

Вы уже знаете, что между клетками в тканях находится тканевая жидкость,  которая, будучи в постоянном движении, как бы омывает клетки. Именно из тканевой жидкости клетки организма получают питательные вещества и кислород, выделяя в неё продукты обмена веществ. Тканевая жидкость образуется из плазмы крови, проникающей сквозь стенки капилляров – мельчайших кровеносных сосудов.

Тканевая жидкость, поступившая в лимфатические сосуды, называется лимфой.  В лимфе, в отличие от крови, нет эритроцитов и тромбоцитов и меньше белков, но зато очень много лимфоцитов.  Лимфатические сосуды пронизывают все органы и ткани, по ходу сосудов располагаются лимфатические узлы. Лимфа выносит из тканей чужеродные вещества, фрагменты погибших клеток и микроорганизмов, которые уничтожаются в лимфатических узлах.

Кровь,  находясь в сосудах, непосредственно не соприкасается с клетками, но именно кровь поддерживает постоянство состава тканевой жидкости.

ЗНАЧЕНИЕ КРОВИ.  Кровь – удивительная жидкость. С древних времён ей приписывали могучую силу. Древние жрецы приносили её в жертву своим богам, люди кровью скрепляли свои клятвы…

Каждый орган нашего тела пронизан густой сетью кровеносных сосудов, по которым безостановочно течёт кровь. Она выполняет многие важные функции. Основная из них – транспортная: обогатившись в лёгких кислородом, а в стенках тонкой кишки – питательными веществами, она доставляет их ко всем органам. От органов же кровь уносит углекислый газ к лёгким, а продукты обмена веществ – к коже, почкам.

Кровь осуществляет связь между органами нашего тела, а также принимает участие в регуляции работы организма благодаря тому что железы внутренней секреции выделяют в кровь гормоны.

Кровь защищает организм от ядовитых веществ, болезнетворных микроорганизмов: в крови ядовитые вещества нейтрализуются, а микробы уничтожаются лейкоцитами или обезвреживаются особыми защитными веществами. Участвует кровь и в регуляции температуры тела, перенося тепло от органов, его вырабатывающих, к быстро охлаждающимся органам, например к коже.

СОСТАВ КРОВИ.  Кровь – жидкость красного цвета – представляет собой особый вид соединительной ткани. У взрослого человека количество крови составляет 5–6 л (около 7 % массы тела). Кровь состоит из межклеточного вещества – плазмы, клеток крови (эритроцитов и лейкоцитов) и кровяных пластинок (тромбоцитов).

Плазма крови  – это межклеточное вещество, оно составляет около 60 % её объёма и на 90–92 % состоит из воды. В состав плазмы входят минеральные вещества (соли натрия, кальция и многие другие) и органические вещества (белки, глюкоза и др.). Плазма принимает участие в транспорте веществ и в свёртывании крови.

Эритроциты,  или красные клетки крови, хорошо видны под микроскопом в капле свежей крови. Их много, поэтому они хорошо заметны: в 1 мм3 – 4,5–5,5 млн эритроцитов. Это мелкие безъядерные клетки двояковогнутой формы. Такая форма значительно увеличивает поверхность эритроцитов. Форма эритроцитов позволяет им легко проходить по узким капиллярам.

Кровь

Образование клеток крови в красном костном мозге

Красноватую окраску придаёт эритроцитам особый белок – гемоглобин.  Благодаря ему эритроциты выполняют дыхательную функцию крови: гемоглобин легко соединяется с кислородом и также легко его отдаёт. Принимают участие эритроциты и в удалении углекислого газа из тканей.

Образуются эритроциты в красном костном мозге. Их век недолог – 100–120 суток. Ежедневно вместо погибших образуется до 300 млрд новых эритроцитов.

Кровь под микроскопом

Лейкоциты  гораздо труднее найти под микроскопом, так как в поле зрения могут попасть всего 2–3 клетки. Они бесцветны, их форма может быть различной. Выделяют несколько видов лейкоцитов, отличающихся друг от друга строением ядра и размерами. В 1 мм3 крови здорового человека содержится 6–8 тыс. лейкоцитов. Лейкоциты активны, они могут самостоятельно передвигаться, проникать сквозь стенки кровеносных сосудов, перемещаться между клетками различных тканей.

Лейкоцит «заглатывает» бактерию (фагоцитоз)

Красный костный мозг

Лейкоциты играют в организме важную роль: они защищают его от болезнетворных микробов. Повстречавшись с микробами или другими посторонними частицами, лейкоциты обволакивают их ложноножками, втягивают внутрь, а затем переваривают. Переваривание длится около одного часа. Процесс поглощения и переваривания лейкоцитами микробов и других чужеродных веществ называется фагоцитозом,  а сами такие клетки – фагоцитами.  Явление фагоцитоза было открыто и изучено русским учёным И. И. Мечниковым (1845–1916). Существует несколько видов лейкоцитов, отличающихся по строению, функциям и продолжительности жизни. Около 40 % от общего числа лейкоцитов составляют лимфоциты – клетки иммунной системы, выполняющие защитную (обезвреживающую) функцию.

Образуются лейкоциты в красном костном мозге. Созревание лимфоцитов завершается в селезёнке, лимфатических узлах и в других органах иммунной системы.

Кровяные пластинки (тромбоциты)  – небольшие безъядерные фрагменты клеток, в 1 мм3 крови их содержится до 400 тыс. Продолжительность их жизни 5–7 дней. Образуются они в красном костном мозге. Основная функция связана с процессом свёртывания крови.

Свёртывание крови  – это защитная реакция организма, препятствующая потере крови и проникновению в организм болезнетворных организмов. Вы, наверное, обращали внимание на то, что при мелких ранениях через 3–4 мин кровотечение останавливается, а в ранке видна сгустившаяся кровь. Что же произошло с кровью? Оказывается, при повреждении кровеносных сосудов нежные, нестойкие кровяные пластинки – тромбоциты – разрушаются, при этом в плазму выделяется особый фермент. Под его влиянием происходит целая цепь химических реакций, в результате которых растворимый белок плазмы – фибриноген  – превращается в нерастворимый – фибрин.  Именно его нити образуют густую сеть – сгусток крови (тромб ), который закрывает рану. При уплотнении сгустка из него выдавливается желтоватая жидкость – сыворотка, это часть плазмы, лишённая фибриногена.

Образование сгустка крови

Свёртывание крови

• У новорождённого ребёнка объём крови равен примерно 250 мл. У взрослого человека масса крови составляет приблизительно 6–8 % от массы тела и равняется 5,0–5,5 л. Часть крови циркулирует по сосудам, а около 40 % находится в так называемых депо: сосудах кожи, селезёнки и печени. При необходимости, например при высоких физических нагрузках или при кровопотерях, кровь из депо включается в циркуляцию по сосудам и начинает активно выполнять свои функции.

• В плазме крови всегда содержится 0,9 % хлорида натрия (NaCl). Если поместить красные кровяные тельца (эритроциты) в среду с более низким содержанием NaCl, то они начнут поглощать воду до тех пор, пока не лопнут. При этом образуется очень красивая и яркая «лаковая» кровь, не способная выполнять функции нормальной крови. Вот почему при кровопотерях нельзя вводить в сосуды воду. Если же эритроциты поместить в раствор, содержащий более 0,9 % NaCl, то вода будет выходить из эритроцитов и они сморщатся.

• Если эритроциты разрушаются в результате какого‑либо повреждения, например при травме сосудов, вызванной ушибом, гемоглобин, выходя в окружающие ткани, постепенно распадается, меняя окраску. Из красных продукты его распада становятся фиолетовыми, бурыми, жёлтыми и, наконец, зелёными. Вот почему места ушибов переливаются всеми цветами радуги.

История открытия фагоцитоза

Илья Ильич Мечников – один из выдающихся учёных конца XIX – начала XX в., лауреат Нобелевской премии в области биологии за 1908 г., которую он получил за создание фагоцитарной теории иммунитета.

Родился Илья Ильич в 1845 г. в деревне Ивановке Харьковской губернии. После окончания гимназии он поступил на факультет естествознания Харьковского университета. В 1863 г. Мечников опубликовал свою первую самостоятельную работу. Звание кандидата естествознания он получил в возрасте двадцати лет за исследование многощетинкового червя, обитающего в Северном море. С 1870 г. Мечников – профессор Новороссийского университета в Одессе. Здесь он организует первую в России бактериологическую лабораторию.

Мечников не только учёный, но и прогрессивный общественный деятель, активно борющийся с политической реакцией. Именно поэтому учёному не разрешают создать собственную лабораторию, не утверждают на должность профессора Медицинской академии в Санкт‑Петербурге.

И. И. Мечников

В 1882 г. в знак протеста Мечников подаёт в отставку с должности профессора Новороссийского университета и уезжает за границу. Недалеко от Мессины, на берегу Средиземного моря, он начинает изучать внутриклеточный обмен веществ. Объектом его научных экспериментов стали губки, медузы и морские звёзды. Однажды, наблюдая в микроскоп подвижные клетки прозрачной личинки морской звезды, которые захватывали и переваривали частички пищи, учёному пришла в голову идея, что похожие клетки могут выполнять в организме защитные функции. Свою гипотезу он решил проверить. Мечников сорвал с куста розы несколько игл, ввёл их под кожу прозрачных, как вода, личинок морской звезды и стал ждать результата. Учёный увидел, как занозу окружают подвижные клетки, которые как будто пытаются уничтожить этот шип. Ещё более важное открытие сделал И. И. Мечников в опытах над пресноводными рачками – дафниями. Он установил, что, если в организм дафнии поместить спору микроскопического грибка, к ней устремятся подвижные клетки, которые захватывают её и быстро переваривают. При этом дафния не заболевает. Если же в её организм попадает много спор, то подвижные клетки не успевают их все переварить, споры прорастают, и животное погибает.

Лейкоцит (макрофаг), уничтожающий болезнетворную бактерию

Макрофаги, уничтожающие паразитического червя – микрофилярию

Эти наблюдения Мечников положил в основу теории фагоцитоза, которой посвятил последующие двадцать пять лет своей жизни.

В 1887 г. учёный окончательно покидает Россию и уезжает в Париж, где работает в Пастеровском институте. Вместе с Александром Ковалевским Мечников установил общие закономерности в развитии позвоночных и беспозвоночных, заложив тем самым основы эволюционной эмбриологии.

В 1908 г. Илья Ильич Мечников совместно с немецким бактериологом П. Эрлихом был удостоен Нобелевской премии.

Проверьте свои знания

1. Каков состав внутренней среды? В чем её значение для организма?

2. Предложите схему, показывающую взаимосвязь тканевой жидкости, крови и лимфы.

3. Перечислите функции крови.

4. Вспомните, к какому типу тканей относится кровь. Как называется межклеточное вещество крови? Из чего оно состоит?

5. Составьте обобщающую таблицу «Форменные элементы крови», указав для каждых из них название, особенности строения, количество в 1 мм3 крови, функцию и продолжительность жизни.

6. Как происходит свёртывание крови?

7. Где образуются клетки крови?

8. Что такое фагоцитоз? Кто открыл явление фагоцитоза?

9. Зачем больному делают анализ крови?

10. Объясните, почему так называемый «физиологический раствор», который можно вводить в кровь, должен содержать 0,9 % NaCl (не больше и не меньше). Каковы могут быть последствия несоблюдения точности этой концентрации?

Внутреннюю среду организма человека образуют кровь, лимфа, тканевая жидкость. Непосредственно с клетками контактирует тканевая жидкость. Кровь состоит из эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и плазмы крови. Кровь связывает все части тела организма, разносит питательные вещества, кислород, гормоны, выносит из тканей продукты обмена веществ