Кровь - река жизни, по представлениям древних, относится к тканям внутренней среды организма человека и животных. С 30-х годов XX века кровь по предложению профессора Г. Ф. Ланга рассматривают как систему, в которую входят образование компонентов крови, их разрушение, нормальное функционирование в кровеносных сосудах и регуляция этих процессов.

До середины XVII века кровь представлялась только как смесь жидкой и плотной частей. Естественно, что и функции крови оставались загадкой. Только в 1658 году голландский натуралист Ян Сваммердам с помощью примитивных микроскопов того времени увидел в крови крошечные тельца, названные почти столетие спустя эритроцитами за их красноватый цвет. Еще через 100 лет в крови были обнаружены бесцветные клетки - лейкоциты, которые удалось увидеть под микроскопом благодаря тому, что мазки крови научились окрашивать. Существенный вклад в эти исследования внес немецкий ученый, Нобелевский лауреат Пауль Эрлих, предложивший не только способы окрашивания клеток, но и названия для различных форм лейкоцитов. Примерно в то же время (1864) немецкий биохимик Эрнст Хоппе-Зейлер описал состав красящего вещества эритроцитов и предложил для него название "гемоглобин".

С середины XIX века кровь становится объектом пристального внимания ученых, работающих в разных областях биологии. Наука о крови - гематология развивалась в значительной степени под влиянием запросов медицины, которая имеет дело с большим числом болезней крови, таких, как анемии разного происхождения, гемофилия, лейкозы. Кроме того, развитие гематологии, как и других наук, было стимулировано развитием новых методов исследования, достижениями физики и химии.

Благодаря тому что кровь для исследований гораздо легче получить, чем другие ткани, различные ее компоненты используют во многих экспериментах для выяснения общих закономерностей жизнедеятельности организма на клеточно-молекулярном уровне. Например, изучение мембран эритроцитов позволило уточнить картину общего строения мембран животных клеток. В середине XX века благодаря трудам Нобелевского лауреата Лайнуса Полинга и других ученых сложилось представление о молекулярных болезнях. Толчком для этого послужило открытие механизма развития серповидноклеточной анемии, которая, как оказалось, возникает при замене всего лишь одного аминокислотного остатка в молекуле гемоглобина.

КОМПОНЕНТЫ КРОВИ

Масса крови у взрослых млекопитающих и человека составляет 6,5-7,0% массы тела, у новорожденных - до 10%. Количество крови увеличивается от 200-350 мл при рождении до 3500-5000 мл в зрелом возрасте. Оно может значительно увеличиться при напряженной физической работе и уменьшиться при длительном ограничении подвижности (гиподинамии). Примерно 80% всей крови быстро циркулирует по кровеносным сосудам, совершая полный оборот в теле взрослого человека за 50 с. Меньшая часть (около 20%) движется медленно, задерживаясь в сосудах кожи, печени, селезенки, называемых депо крови. В капиллярах, где происходят основные процессы обмена между кровью и окружающими тканями, скорость движения крови не превышает 3 мм/с. В каждый момент времени примерно 75% крови находится в венах и венулах, а около 20% - в артериях и артериолах.

Плазма крови. Если свежую кровь предохранить от свертывания с помощью веществ, называемых антикоагулянтами, то уже через несколько минут можно видеть, как она расслаивается на верхнюю часть соломенно-желтого цвета (плазму) и нижнюю часть, оседающую на дно сосуда, - массу форменных элементов, клеток крови. Если же дать крови свернуться, то в течение часа она также расслаивается на две части, но иного вида: прозрачную сыворотку и плавающий в ней плотный сгусток. Показатель гематокрита, то есть отношение массы клеток к общей массе крови, равен у взрослого человека примерно 42-45%, у детей - 55%.

В 3 л плазмы или сыворотки (3 л - это количество плазмы, содержащееся в крови взрослого человека) содержится 2,7 л воды, около 200 г белков и примерно 60 г низкомолекулярных веществ. В состав крови входят как электролиты, так и неэлектролиты. Электролиты (в мг/дл): катионы (натрий - 328, калий - 18, кальций - 10, магний - 2), анионы (хлор - 365, бикарбонат - 60, фосфат - 4, белки - до 8000); неэлектролиты (в мг/дл): глюкоза - до 100, мочевина - около 40, небелковый азот - 25, жиры - до 900, стероиды - около 400, фосфолипиды - до 250.

В плазме и сыворотке содержится около 50 различных гормонов, ферментов и витаминов, в большом количестве присутствуют продукты обмена веществ, такие кислоты, как молочная, пировиноградная, угольная, а также мочевина, СО2 , О2 и микроэлементы - медь, иод, кобальт, железо и др. В сыворотке в отличие от плазмы почти полностью отсутствует белок фибриноген, который участвует в свертывании крови.

Электролиты образуют определенное соотношение водородных (Н+) и гидроксильных (ОН-) ионов, так что активная реакция крови (рН) равна примерно 7,35 (слабощелочная). Такое кислотно-основное состояние крови (КОС) является оптимальным для всех процессов обмена веществ, прежде всего для активности ферментов. КОС крови поддерживается благодаря наличию в крови специальных буферных систем.

Белки плазмы в силу их способности присоединять воду создают онкотическое, а электролиты и другие молекулы - коллоидно-осмотическое давление крови, притягивающее воду из тканей. Благодаря значительной молекулярной массе (от 70 до 1300 кД) белки придают крови определенную вязкость, замедляющую скорость движения крови по сосудам, а ионизация аминокислотных остатков в полипептидных цепях придает белкам определенные буферные свойства, необходимые для поддержания КОС на оптимальном уровне. Кроме того, каждый белок выполняет важную специальную функцию: альбумин (53% всех белков) обеспечивает транспорт веществ; глобулины (40%) - транспорт липидов, железа, меди, оксидазную и иммунную активность; фибриноген (5%) - свертывание крови; ферритин - транспорт железа, необходимого для синтеза гемоглобина и цитохромов; церулоплазмин - транспорт меди; эритропоэтин - активацию кроветворения; альфа-амилаза - расщепление углеводов; 12 белков системы комплемента - иммунную активность.

Содержание белков служит показателем здоровья, оно уменьшается при длительном голодании, когда исчерпан собственный жировой запас. Содержание фибриногена возрастает во время беременности, так как этот белок нужен для свертывания крови при родах. Увеличение уровня некоторых разновидностей (изоферментов) лактатдегидрогеназы, обычно находящихся в мышечных клетках, служит для врача сигналом повреждения сердечной мышцы, например при ее инфаркте. Уровень амилазы весной снижается по сравнению с другими сезонами года, возможно, под влиянием явлений геомагнетизма.

В организме взрослого человека происходит постоянное обновление белков крови: за сутки разрушается и вновь синтезируется около 17 г альбумина и 5 г глобулинов. Половина альбумина обновляется за 10-15 дней, а глобулина - за 5 дней. Процессы ускоряются в несколько раз при усиленном распаде белков - в состоянии эмоционального и физического стресса, во время борьбы организма с инфекциями, при беременности. В растущем организме биосинтез белков превышает их распад, это называют положительным азотистым балансом. К старости азотистый баланс меняет знак на обратный.


Основными функциями крови являются транспортная, защитная и регуляторная, остальные функции, приписываемые системе крови, являются лишь производными основных ее функций. Все три основные функции крови связаны между собой и неотделимы друг от друга.
Транспортная функция. Кровь переносит необходимые для жизнедеятельности органов и тканей различные вещества, газы и про­дукты обмена. Транспортная функция осуществляется как плазмой, так и форменными элементами. Последние могут переносить все вещества, входящие в состав крови. Многие из них переносятся в неизмененном виде, другие вступают в нестойкие соединения с различными белками. Благодаря транспорту осуществляется дыха­тельная функция крови. Кровь осуществляет перенос гормонов, питательных веществ, продуктов обмена, ферментов, раз­личных биологически активных веществ, солей, кислот, щелочей, катионов, анионов, микроэлементов и др. С транспортом связана и экскреторная функция крови — выделение из организма метаболитов, отслуживших свой срок или находящихся в данный момент в избытке веществ.

Защитные функции. Чрезвычайно разнообразны. С наличием в крови лейкоцитов связана специфическая (иммунитет) и неспе­цифическая (главным образом фагоцитоз) защита организма. В со­ставе крови содержатся все компоненты так называемой системы комплемента, играющей важную роль, как в специфической, так и неспецифической защите. К защитным функциям относится сохранение циркулирующей крови в жидком состоянии и остановка кровотечения (гемостаз) в случае нарушения целостно­сти сосудов.

Гуморальная регуляция деятельности организма, в первую очередь связана с поступлением в циркулирующую кровь гормонов, биологически активных веществ и продуктов обмена. Благодаря регуляторной функции крови осуществляется сохранение постоян­ства внутренней среды организма, водного и солевого баланса тканей и температуры тела, контроль за интенсивностью обменных процессов, регуляция гемопоэза и других физиологических фун­кций.