Физиология крови 3 страница

Ихтиолог Артур де Вриэ намерен заняться переливанием крови у рыб. В качестве донора выбрана антарктическая треска, у которой также был обнаружен «антифриз». Реципиентом выбрана дальняя родственница донора — североатлантическая треска, которая обитает в менее суровом климате и не имеет противозамораживающих веществ в крови. Эксперименты с переливанием крови у рыб позволят ученым расширить познания о загадочном веществе. Они могут быть полезны и для медицины.

2.2.3 Белые кровяные клетки - это более крупные, чем эритроциты (8M до 20м), бесцветные клетки крови, за что они и получили свое название, в отличие от окрашенных – красных кровяных клеток. Белые кровяные клетки делятся на две группы: 1) зернистые клетки, лейкоциты (или гранулоциты), 2) незернистые клетки, лимфоциты и моноциты.

Лейкоциты в свою очередь встречаются трех типов и разделяются по способности зерен протоплазмы воспринимать различные краски. Базофильные лейкоциты имеют зерна, окрашивающиеся основными красками, эозинофильные лейкоциты содержат крупные зерна, окрашивающиеся кислыми красками (например, эозином) и нейтрофильные лейкоциты имеют зернистость протоплазмы, воспринимающую как кислые, так и основные краски.

Количество лейкоцитов составляет у карпа 20 - 80, у ерша — 178 тыс/мм³. Лейкоциты рыб отличаются большим разнообразием. У большинства видов рыб в крови имеются и зернистые (нейтрофилы, эозинофилы), и незернистые (лимфоциты, моноциты) формы лейкоцитов. Преобладают лимфоциты, на долю которых приходится 80 - 95%, моноциты составляют 0,5 - 11%, нейтрофилы—13-31%. Эозинофилы встречаются редко. Например, они есть у карповых, амурских растительноядных и некоторых окуневых рыб. Соотношение разных форм лейкоцитов в крови карпа зависит от возраста и условий выращивания. Количество лейкоцитов сильно изменяется в течение года, у карпа оно повышается летом и понижается зимой при голодании в связи со снижением интенсивности обмена.

У животных и у человека нормальное процентное соотношение между отдельными видами белых кровяных клеток различно, а в пределах вида относительно постоянно. Процентное соотношение между отдельными видами носит название лейкоцитарной формулы, а сама картина состава форм называется картиной белой крови. При некоторых заболеваниях процентное соотношение отдельных форм белых кровяных клеток изменяется, поэтому определение этого соотношения имеет большое практическое и диагностическое значение.

Основной функцией лейкоцитов является защита организма от вредных веществ и микроорганизмов. Количество лейкоцитов у рыб изменяется в зависимости от вида, пола, физиологического состояния, а также наличия заболевания и т.п. Одной из особенностей крови рыб является то, что лейкоцитарная формула у них в зависимости от физиологического состояния рыбы очень сильно колеблется, поэтому не всегда в крови обнаруживаются все свойственные данному виду гранулоциты.

Белые кровяные клетки могут производить самостоятельные движения (по типу амебы). Белые кровяные клетки выполняют в организме защитную функцию. При помощи движения своих отростков белые кровяные клетки могут захватывать и втягивать в себя различно плотные частицы, растворяя и переваривая их в своем теле. Особенно выражено это свойство белых кровяных клеток при внедрении в организм бактерий. И.И.Мечников впервые описал способность белых клеток захватывать внутрь попавшие в организм микробы и переваривать их при посредстве белковых ферментов – лейкопротеаз.

Рис. 21. Механизм фагоцитоза (по Мечникову) А; проникновение лейкоцитов через кровеносные сосуды (Б).

Он назвал это фагоцитозом (фагоциты – пожирающие клетки). Скопление лейкоцитов в участке сосредоточения микроорганизмов объясняется их положительным хемотаксисом с бактерийными токсинами. В борьбе с микробами большое количество белых кровяных клеток погибает. Гной, образующийся при нарывах, почти целиком состоит из погибших белых кровяных клеток. Рис. (21.)

2.2.4 Свертывание крови. Кровь несет чрезвычайно важные функции в организме. Потери значительного количество крови могут закончиться гибелью животного. Разнообразие форм, размеров и количества характерно и для тромбоцитов, участвующих в свертывании крови.

В крови имеются четыре составные части, которые принимают участие при свертывании: белковое вещество – фибриноген, неактивная форма фермента – протромбазы, ионы кальция и тромбоциты.

Для процесса свертывания необходим переход неактивной формы фермента протромбазы в активный фермент – тромбазу. Такая активация фермента происходить при условии нарушения внутренней оболочки кровеносного сосуда (эндотелия) вследствие какого-либо процесса внутри сосуда, а чаще при разрушении сосуда и выхода крови за пределы сосудистого русла. Нестойкие тромбоциты при выходе крови сосудистого русла разрушаются, и при этом из них в раствор переходит фермент тромбокиназа, которая во взаимодействии с ионами кальция осуществляет активацию протромбазы. Активный фермент тромбаза осуществляет реакцию перехода фибриногена, как растворимой формы белка, в нерастворимый - фибрин. Выпадением фибрина и заканчивается процесс свертывания.

В схеме процесс свертывания представляется так (Рис.22). В последние годы выяснено, что протромбаза образуется только в присутствии витамина К., при отсутствии витамина К протромбаза не образуется, и кровь не может свертываться. Образование протромбазы происходит в печени. Витамин К поступает в организм с пищей. Для его всасывания необходимо присутствие желчи, при отсутствии желчи витамин К не всасывается и свертывание крови резко подает, сущность процесса свертывания крови носит ферментативный характер, который цесс заключается в переходе фибриногена из растворимой формы в нерастворимую. Фибрин выпадает в виде тончайших нитей, образующих сплошную сеть, которая и задерживает форменные элементы и жидкую часть крови, в результате образуется кровяной сгусток. Если такой сгусток образуется внутри сосуда, то он называется тромбом.

Жидкая часть крови - плазма после свертывания называется сывороткой крови, в составе которой нет фибриногена. Образовавшийся при свертывании крови сгусток через некоторое время уплотняется, и появляется известное количество сыворотки. Чтобы ускорить свертывание, кровь помешивают метелочкой. Образовавшийся при этом фибрин остается на метелочке, а оставшаяся кровь, без фибрина, называется дефибринированной.

В состав такой крови входят сыворотка и форменные элементы. При последующем центрифугировании дефибринированной крови сыворотку легко можно отделить от форменных элементов.

Биологическое значение свертывания крови состоит в том, что образовавшийся при ранении кровеносных сосудов сгусток крови создает пробку и этим прекращает дальнейшую кровопотерю.

Рис. 22. Этапы и фазы свертывания крови.

При нарушении способности крови к свертыванию даже незначительные раны могут повлечь смертельное кровотечение, как это бывает при гемофилии.

Гемофилия-это заболевание, заключающееся в резко выраженной наклонности организма к кровотечениям, оно передается по наследству. Заболевают ею только мужчины. У человека кровь начинает свертываться через 3-4 минуты, а через 5-6 минут уже образуется сгусток (тромб),у лошади свёртывание завершается в 15-20 минут, у птиц на 1-2-й минуте.

2.2.5 Иммунная система рыб. Рыбы, как обитатели водной среды, имеют специфическую иммунную систему отличающегося от иммунной системы наземных позвоночных. Органы иммунной системы рыб представлены множественными производными лимфоидной системы, рассеяных по желудочно - кишечному тракту, в сердце, жабрах, печени, почках, а также специальных органах кроветворения, как селезенка.

Иммунная система (от лат.immunitas – освобождаться от чего-либо) – это система органов и клеток, деятельность которых обеспечивает иммунитет, т.е. способность организма защищаться от генетически чужеродных тел и веществ, сохранять генетический гомеостаз.

Морфологически иммунная система представляет собой совокупность всех лимфоидных органов и скоплений лимфоидных клеток тела организма. Главной клеточной формой иммунной системы является лимфоцит.

Лимфоидные органы принято разделять на центральные (первичные) и периферические (вторичные). В периферических лимфоидных органах происходит созревание лимфоцитов, их пролиферация в ответ на антигенную стимуляцию.В лимфатических фолликулах образований различают тимусзависимые и тимуснезависимые зоны – В-лимфоциты.

2.2.6 Лимфа (лат. Lympha – чистая вода, влага) – жидкость щелочной реакции (рН 7.5-9.0), по составу близкая к плазме крови, но содержащая меньше белков (2.5-4.0 %). При голодании лимфа прозрачная, бесцветная или слегка желтоватая; после приема корма становится непрозрачной, с повышенным содержанием эмульгированного жира (хиломикронов, липопротеидов низкой плотности). Лимфа содержит очень мало эритроцитов и много лимфоцитов (до 20 тыс. в 1 мкл). Лимфоциты мигрируют из крови в межклеточное пространство, затем через системы малых лимфатических сосудов попадают в лимфатические узлы и через него в кровеносное русло. Постоянная циркуляция лимфоцитов обеспечивает их контакт с антигенами и друг с другом, а также распределение активированных Т- и В-клеток по периферическим лимфоидным тканям.

Из общего количества лимфоцитов, циркулирующих в крови и лимфе, примерно 75% приходится на долю Т-лимфоцитов, 15%- на долю В-лимфоцитов и 10% - на клетки, не относящиеся ни к той, ни к другой группе.

Иммунный ответ – это реакция организма на внедрение чуждых ему макромолекул. Вещество, способное вызвать специфический иммунный ответ, называется антигеном.

Иммуногенность антигена, т.е. способность вызывать иммунный ответ, зависит не только от его чужеродности, но и от молекулярной массы.

В природе существует громадное множество антигенов животного, растительного и микробного происхождения.

Известны два основных типа иммунных ответов организма на антиген – гуморальный и клеточный. Ответ гуморального типа состоит в выработке антител, которые циркулируют в крови и специфически связываются с чужеродными организму молекулами. Иммунный ответ клеточного типа, включает образование специализированных клеток, реагирующих с антигеном посредством его связывания и последующего разрушения.

Клеточный иммунитет обращен в основном против клеточных антигенов – бактерий, патогенных грибов, чужеродных клеток и тканей.За гуморальный иммунитет ответственны В-лимфоциты, за клеточный Т-лимфоциты. Некоторые Т-лимфоциты «кооперируются» с В-клетками в процессе формирования гуморального иммунитета.

Под влиянием антигена происходят пролиферация и дифференцировка клеток. Активированные Т-клетки трансформируются в лимфобласты, которые дают начало нескольким субпопуляциям клеток. Среди них активные Т-лимфоциты - «киллеры» «убийцы», Т-лимфоциты- супрессоры, подавляющие иммунный ответ, Т-лимфоциты-хелперы, интегрирующие иммунный ответ путем кооперации с В-лимфоцитами при выработке антител или путем стимуляции Т-клеток-киллеров. Все эти Т-клетки-партнеры обладают одинаковыми антигенными рецепторами.

Активированные Т -лимфоциты всех популяций выделяют также растворимые факторы (лимфокины), которые регулируют проявление клеточного иммунитета (супрессию, кооперацию, приобретение специфических свойств Т -лимфоцитами) и активируют фагоцитарную активность макрофагов.

Антитела – это сложные белки (глюкопротеиды), которые образуются в организме животных в ответ на парентеральное поступление антигена и способные специфически взаимодействовать с этим антигеном.

Антитела содержатся в гамма-глобулиновой фракции сыворотки крови и лимфе, на поверхности клеток, например эпителия слизистых оболочек (связанные с мембраной антитела).

В настоящее время антитела принято называть иммуноглобулинами. В сумме они составляют около 1/5 массы всех сывороточных белков.

Основными формами нормальной иммунологической реактивности организма являются: иммунитет, иммунологическая память, иммунологическая толерантность. Патологическими формами реактивности являются антигенспецифическая гиперчувствительность, аутоиммунные процессы, отсутствие ответа.

Иммунологическая память – это способность иммунной системы специфически отвечать на повторные или последующие введения антигена. Она проявляется в виде повторного или усиленного ответа на антиген (уменьшение латентного периода, более резкое нарастание титра антител).

Иммунологическая толерантность – негативная форма иммунологической памяти. Она проявляется в отсутствии или ослаблении ответа на повторное введение антигена.

Наряду с иммунологической реактивностью в организме существует система неспецифической защиты, или неспецифической резистентности. Она включает следующие компоненты: непроницаемость кожных и слизистых покровов; кислотность содержимого желудка; наличие в сыворотки крови и жидкостях организма бактерицидных субстанций – лизоцима, пропердина (комплекса сывороточного белка), а также ферментов и противовирусных веществ (интерферона, термоустойчивых ингибиторов).

По времени проявления в онтогенезе различают иммунитет врожденный и приобретенный, а по способу возникновения – активный и пассивный. Приобретенный активный иммунитет может возникнуть при переболевании животного или рыбы при его активной иммунизации (вакцинации).

2.2.7 Пределы выносливости. В физическом и биотическом окружении любого организма имеются факторы которые могут ограничивать рост, мешать размножению и даже приводить к смерти. Их называют лимитирующими факторами. Понятие о лимитирующих факторах – так называемый «закон минимума» впервые было введено в 1840 году немецким биохимиком Юстусом Либихом, указавшим, что рост растений лимитируется недостатком определенных элементов, которые позднее были названы микроэлементами.

В. Шелфорд, показал что жизнедеятельность организмов может в значительной степени лимитироваться избытком определенного фактора среды, повышенная влажность для некоторых растении, или сильная жара. Следовательно, для каждого организма существуют специфические пределы выносливости в отношении каждого фактора окружающей среды, выше или ниже которых этот фактор отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма (закон толерантности).

На рисунке 23 - численность популяции рыб наибольшая в оптимальном пределе и затем постепенно снижается – по параболистической кривой до низкой плотности в зонах физиологического стресса. За зоной стрессов идет зона неустойчивости, в которой значения фактора (влажности, температуры, содержания элементов в почве) настолько экстремальны, что дальнейшее выживание невозможно.

Рис. 23. Схема специфической выносливости рыб

Так, пределы температурной выносливости для развивающейся икры радужной форели равны от 0º до 12º с оптимумом, равным 4ºС. Распространение вида больше лимитируется условиями физиологического стресса, чем фактическими пределами самой выносливости так как предел выносливости это крайняя точка выживания.

Закон выносливости, характеризует популяцию вида достигшей максимальной численности при оптимальных условиях окружающей среды

Численность популяции постепенно снижается, по мере того как становится менее благоприятными такие факторы, как содержание кислорода, углекислота, наличие воды, температура и т.д. Хотя организмы могут временно выживать в маргинальных местообитаниях (зона физиологического стресса), они со временем не выдерживают конкуренции с более приспособленными видами

Контрольные вопросы.

1.Кровь и его функциональное назначение.

2.Каким образом кровь выполняет свою дыхательную, транспортную и теплорегулирующую функцию?

3.Чем отличаются между собой плазма,сыворотка крови?

4.Какие основные функции выполняют белки,сахар и электролиты плазмы?

5.Физиологическую роль форменных элементов крови, эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.

6.Какова физиологическая роль буферных систем крови?

7.Роль осмотических растворов в поддержании гомеостаза организма свертываемости крови?

8.Какова физиологическая роль гемоглобина и его производных?

9.Гемолиз и его виды.

10.Опишите механизм фагоцитоза.

11.Охарактеризуйте механизм свертывания крови.

12.Дайте определение понятия «иммунная система».

13.Охарактеризуйте центральные и периферические образования иммунной системы.

14.Факторы клеточного и гуморального иммунитета.

15.Механизм взаимодействия антиген – антитело.

16.Охарактеризуйте лимитирующие факторы и закон выносливости организма рыб.

ГЛАВА 3

Дата добавления: 2014-11-25