Химический состав крови

Гимназия № 399

Исследовательская работа по теме:

«Химический состав крови»

Руденок Андрей 9В кл.

Руководители:

Анацко Ольга Эдуардовна

Кмит Татьяна Степановна

Санкт – Петербург

2007 год

Введение

Существует несколько причин по которым я решил выбрать для исследовательской работы именно эту тему. Во-первых, она показалась мне интересной, поскольку   проблема нашего здоровья будет всегда актуальна, но благодаря изученной теме я понял, на сколько важно следить за питанием, за получением организма определенных витаминов и минеральных веществ. Во-вторых, написание реферата – это хороший опыт исследовательской работы. При дальнейшей учебе в ВУЗе этот опыт поможет мне лучше справляться с выполнением курсовых и дипломных работ. Эта работа может научить меня, как правильно нужно подбирать литературу, выбирать из нее наиболее главное и необходимое. Меня привлекло и то, что для написания реферата по данной теме мне пришлось прочитать очень много различной справочной литературы, этим я расширил свои знания по химии и биологии. А также защита реферата – это хороший способ научиться выступать на публике, что тоже очень может пригодиться в будущем.

Цель работы: Выявить какие вещества (неорганические) входят в состав крови, в каком количестве и какую функцию выполняют.

Задачи исследования:

1.Определить понятие крови.

2.Выяснить строение крови.

3.Выяснить свойства крови.

4. Рассмотреть какие элементы составляют основную часть крови и какую функцию выполняют.

5.Понять зависимость свойства крови от её состава.

              В работе я рассмотрел подробно состав и функции крови. Так кровь – это разновидность соединительной ткани с межклеточным веществом – плазмой и взвешенными в ней форменными элементами – эритроцитами, лейкоцитами и тромбоцитами.

Кровь выполняет различные важные функции:

       Транспортная функция

       Питательная функция

       Выделительная

       Дыхательная

       Гуморальная

       Защитная функция

       Терморегуляторная функция

       Механическая функция

       Гомеостатическая функция

Неорганические вещества плазмы крови составляют 0,9 – 1%. К этим веществам относятся в основном Na+, Ca2+, K+, Mg2+ и анионы Cl-, HPO42-, HCO3-. Содержание катионов является более жесткой величиной, чем содержание анионов. Ионы обеспечивают нормальную функцию всех клеток организма, в том, числе клеток возбудимых тканей, обусловливают осмотическое давление, регулируют pH.

Изменение содержания веществ в крови приводит к различным заболеваниям, таким как ацидоз, алкалоз. Первый вид ацидоза – газовый ацидоз – наблюдается при затрудненном выделении углекислоты из легких, например при легочных заболеваниях.

Второй вид ацидоза – негазовый – встречается при образовании в организме избыточного количества кислот, например, при диабете, болезнях почек. Алкалоз также может быть газовым (усиленное выделение CO2) и негазовым (увеличение резервной щелочности).

§1 Кровь

1.1 Общее определение крови

              Кровь - это разновидность соединительной ткани с межклеточным веществом - плазмой и взвешенными в ней форменными элементами - эритроцитами, лейкоцитами и кровяными пластинками - тромбоцитами. Ее состав и физико-химические свойства, как и всей внутренней среды организма, относительно постоянны: кровяное давление, температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости, содержание в них белков, глюкозы, ионов натрия, кальция, калия, хлора, фосфора, водорода.

Кровь, лимфа, тканевая, спинномозговая, плевральная, суставная и другие жидкости образуют внутреннюю среду организма. Эти жидкости происходят из плазмы крови и образуются путем фильтрации плазмы через капиллярные сосуды системы кровообращения. В таблице 1 приложения представлена подробная информация о внутренних средах организма.

Постоянство внутренней среды организма поддерживается непрерывной работой органов пищеварения, дыхания, выделения. Деятельность этих органов регулируется нервной системой, реагирующей на изменения внешней среды и обеспечивающей выравнивание сдвигов или нарушений в организме.

              Клетки организма омываются рядом телесных жидкостей, или гуморов. Поскольку жидкости занимают промежуточное положение между внешней средой и клетками, они играют роль амортизатора при резких внешних изменениях и обеспечивают выживание клеток; кроме того, они являются средством транспортировки питательных веществ и продуктов распада.
              Кровь, нагнетаемая сердцем, протекает внутри тела со скоростью 11 м/с, то есть 40 км/ч. Кровоток - это сплошной поток плотностью 1,06 г/см3. Он протекает по сети кровеносных сосудов, которая включает  в себя большие вены и артерии, многократно ветвящиеся и постепенно уменьшающиеся до размеров крохотных капилляров. Через тончайшие стенки капилляров легко просачиваются различные вещества, отчего в живых тканях происходит непрерывный обмен: кровь отдает клеткам организма вещества, поддерживающие жизнь, и вымывает продукты распада.

1.2 Функции крови:

Поступая во все части организма кровь выполняет различные важные функции:

       Транспортная функция

       Питательная функция - транспорт питательных веществ от пищеварительного тракта к тканям, местам резервных запасов и от них

       Выделительная – транспорт конечных продуктов обмена веществ из тканей к органам выделения.

       Дыхательная – транспорт газов (О2 и СО2) между дыхательными органами и тканями.

       Гуморальная – транспорт гормонов от желез внутренней секреции к органам.

       Защитная функция. Осуществляется за счет фагоснетарной активности лейкоцитов (клеточный иммунитет) и выработки лимфоцитами антител, обезвреживающих чужеродные вещества. Наличие в крови системы ее свертывания предупреждает большие кровопотери.

       Терморегуляторная функция

Перераспределение тепла между органами, регуляция теплоотдачи через кожу.

       Механическая функция

Придание тургорного направление органам за счет прилива к ним крови.

       Гомеостатическая функция

              Поддерживание постоянства внутренней среды организма, пригодной для клеток в отношении ионного состава, концентрации водородных ионов.

1.3 Состав крови

Кровь состоит из жидкой части плазмы и взвешенных в ней форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. На долю форменных элементов приходится 40 – 45%, на долю плазмы – 55 – 60% от объема крови. Это соотношение получило название гематокритного соотношения, или гематокритного числа. Часто под гематокритным числом понимают только объем крови, приходящийся на долю форменных элементов.
 

              Если налить в пробирку немного крови, то через 10 или 15 минут она превратится в пастообразную однообразную массу - сгусток. Затем сгусток сжимается и отделяется от желтоватой прозрачной жидкости - сыворотки крови.
Сыворотка отличается от плазмы тем, что в ней отсутствует фибриноген, белок плазмы, который в процессе коагуляции (свертывания) превращается в фибрин, благодаря совместному действию протромбина, вещества, вырабатываемого печенью, и тромбопластина, находящегося в кровяных пластинках - тромбоцитах. Таким образом, сгусток представляет собой сеть фибрина, улавливающую эритроциты и действующую как пробка, закупоривающая раны.

1.4 Состав плазмы крови

Плазма крови - это раствор, состоящий  из воды (90-92%) и сухой остаток (10 – 8%), состоящий  из органических и неорганических веществ. В него входят форменные элементы - кровяные тельца и пластинки. Кроме того, в плазме содержится целый ряд растворенных веществ таких как:

1.       Белки. Это альбумины, глобулины и фибриноген.

2.       Неорганические соли. Находятся растворенными в виде анионов (ионы хлора, гидрокарбонат ионы, фосфат, сульфат) и катионов (натрий, калий, кальций и магний). Действуют как щелочной резерв, поддерживающий постоянство рН, и регулирует содержание воды.

3.       Транспортные вещества. Это вещества - производные от пищеварения (глюкоза, аминокислоты) или дыхания (азот, кислород), продукты обмена (двуокись углерода, мочевина, мочевая кислота) или же вещества, всасываемые кожей, слизистой оболочкой, легкими и т.д.

4.       В плазме постоянно присутствуют все витамины, микроэлементы, промежуточные продукты метаболизма (молочная и пировиноградная кислоты).

Из минеральных веществ около 1% приходится на долю катионов натрия, калия, кальция, магния, железа и анионов хлора, серы, йода, фосфора. Больше всего в плазме ионов натрия и хлора, поэтому при больших кровопотерях для поддержания работы сердца в вены вводят изотонический раствор, содержащий 0,85% хлорида натрия. Среди органических веществ на долю белков (глобулин, альбумин, фибриноген) приходится около 7-8%, на долю глюкозы - 0,1%; жиры, мочевая кислота, липоиды, аминокислоты, молочная кислота и другие вещества составляют около 2%. Белки плазмы регулируют распределение воды между кровью и тканевой жидкостью, придают вязкость крови, играют роль в водном обмене. Некоторые из них ведут себя как антитела, обезвреживающие ядовитые выделения болезнетворных микроорганизмов

К органическим веществам плазмы крови относятся белки, которые составляют 7 – 8%. Белки представлены альбуминами (4,5%), глобулинами (2 – 3,5%) и фибриногеном (0,2 – 0,4%).
Белки плазмы крови выполняют разнообразные функции:

1) коллоидно-осмотический и водный гомеостаз;

2) обеспечение агрегатного состояния крови;

3) кислотно-основной гомеостаз;

4) иммунный гомеостаз;

5) транспортная функция;

б) питательная функция;

7) участие в свертывании крови.
Альбумины составляют около 60% всех белков плазмы. Благодаря относительно небольшой молекулярной массе (70000) и высокой концентрации альбумины создают 80% онкотического давления. Альбумины осуществляют питательную функцию, являются резервом аминокислот для синтеза белков. Их транспортная функция заключается в переносе холестерина, жирных кислот, билирубина, солей желчных кислот, солей тяжелых металлов, лекарственных препаратов (антибиотиков, сульфаниламидов). Альбумины синтезируются в печени.
Глобулины подразделяются на несколько фракций: a -, b - и g -глобулины.
a -Глобулины включают гликопротеины, т.е. белки, простетической группой которых являются углеводы. Около 60% всей глюкозы плазмы циркулирует в составе гликопротеинов. Эта группа белков транспортирует гормоны, витамины, микроэлементы, липиды. К a -глобулинам относятся эритропоэтин, плазминоген, протромбин.
b -Глобулины участвуют в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, катионов металлов. К этой фракции относится белок трансферрин, обеспечивающий транспорт железа, а также многие факторы свертывания крови.
g -Глобулины включают в себя различные антитела или иммуноглобулины 5 классов: Jg A, Jg G, Jg М, Jg D и Jg Е, защищающие организм от вирусов и бактерий. К g -глобулинам относятся также a и b – агглютинины крови, определяющие ее групповую принадлежность.
Глобулины образуются в печени, костном мозге, селезенке, лимфатических узлах.
Фибриноген – первый фактор свертывания крови. Под воздействием тромбина переходит в нерастворимую форму – фибрин, обеспечивая образование сгустка крови. Фибриноген образуется в печени.
              Белки и липопротеиды способны связывать поступающие в кровь лекарственные вещества. В связанном состоянии лекарства неактивны и образуют как бы депо. При уменьшении концентрации лекарственного препарата в сыворотке он отщепляется от белков и становится активным. Это надо иметь в виду, когда на фоне введения одних лекарственных веществ назначаются другие фармакологические средства. Введенные новые лекарственные вещества могут вытеснить из связанного состояния с белками ранее принятые лекарства, что приведет к повышению концентрации их активной формы.
К органическим веществам плазмы крови относятся также небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак). Общее количество небелкового азота в плазме, так называемого остаточного азота, составляет 11 – 15 ммоль/л (30 – 40 мг%). Содержание остаточного азота в крови резко возрастает при нарушении функции почек.
              В плазме крови содержатся также безазотистые органические вещества: глюкоза 4,4 – 6,6 ммоль/л (80 – 120 мг%), нейтральные жиры, липиды, ферменты, расщепляющие гликоген, жиры и белки, проферменты и ферменты, участвующие в процессах свертывания крови и фибринолиза.

Из плазмы крови образуются телесные жидкости: жидкость стекловидного тела, жидкость передней камеры глаза, перилимфа, цереброспинальная жидкость, целомическая жидкость, тканевая жидкость, кровь, лимфа.

1.5 Форменные элементы крови

Форменные элементы крови человека в мазке.
1 – эритроцит, 2 – сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит, 3 – палочкоядерный нейтрофильный гранулоцит, 4 – юный нейтрофильный гранулоцит, 5 – эозинофильный гранулоцит, 6 – базофильный гранулоцит, 7 – большой лимфоцит, 8 – средний лимфоцит, 9 – малый лимфоцит, 10 – моноцит, 11 – тромбоциты (кровяные пластинки).
К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, подробно их описание представлено в таблице 2 приложения.

Эритроциты

Эритроциты выполняют в организме следующие функции:
1) основной функцией является дыхательная – перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким;
2) регуляция рН крови благодаря одной из мощнейших буферных систем крови – гемоглобиновой;
3) питательная – перенос на своей поверхности аминокислот от органов пищеварения к клеткам организма;
4) защитная – адсорбция на своей поверхности токсических веществ;
5) участие в процессе свертывания крови за счет содержания факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови;
6) эритроциты являются носителями разнообразных ферментов (холинэстераза, угольная ангидраза, фосфатаза) и витаминов (В1, В2, В6, аскорбиновая кислота);
7) эритроциты несут в себе групповые признаки крови.
Эритроциты составляют более 99% клеток крови. Они составляют 45% объема крови. Эритроциты - это красные кровяные тельца, имеющие форму двояковогнутых дисков диаметром от 6 до 9 мкм, а толщиной 1 мкм с увеличением к краям до 2,2 мкм. Эритроциты такой формы называются нормоцитами. Особая форма эритроцитов приводит к увеличению диффузионной поверхности, что способствует лучшему выполнению основной функции эритроцитов – дыхательной. Специфическая форма обеспечивает также прохождение эритроцитов через узкие капилляры.

              Кровь имеет красный цвет благодаря  присутствующему в эритроцитах белку, который называется гемоглобин. Гемоглобин является основной составной частью эритроцитов и обеспечивает дыхательную функцию крови, являясь дыхательным пигментом. Он находится внутри эритроцитов, а не в плазме крови, что обеспечивает уменьшение вязкости крови и предупреждает потерю организмом гемоглобина вследствие его фильтрации в почках и выделения с мочой. Более подробно гемоглобин рассматриваем ниже.

              Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) у здоровых мужчин составляет 2 – 10 мм в час, у женщин – 2 – 15 мм в час. СОЭ зависит от многих факторов: количества, объема, формы и величины заряда эритроцитов, их способности к агрегации, белкового состава плазмы. В большей степени СОЭ зависит от свойств плазмы, чем эритроцитов.