Химия крови

Химия крови

Основную массу крови, неустанно циркулирую­щей в кровеносной системе человека, составляет плазма. В ней взвешены клеточные элементы — эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки. Кроме того, в крови содержатся газы — азот, кислород и углекислый газ. Об этом знают теперь очень многие. Но все ли это? Нет, это лишь элементарное строение крови. Осуществляя обмен веществ, кровь соприкасается со все­ми тканями и клетками организма. Поэтому она отличает­ся исключительным богатством химического состава. В крови выявлено более двухсот различных веществ.

Ученые отметили удивительное постоянство химическо­го состава крови здорового организма. После кропотливых исследований удалось определить химические нормативы крови. Данные об изменении химической картины крови позволяют судить о том, как протекают химические реак­ции обмена веществ, помогают врачу установить диагноз заболевания, предсказать его исход, оценить эффектив­ность того или иного метода лечения.

Химические составные части крови удобнее рассмот­реть, разделив их на несколько групп.

Белки или протеины

В организме человека великое множество различных белков. Они являются наиболее важными для жизни составными частями организма, поэтому их назвали протеинами (от греческого слова «лротос» — первый, главный). В составе крови белки также играют исключительно важную роль.

Обычно врачи прежде всего учитывают самый сложный белок крови — гемоглобин. Он содержится в красных кровяных тельцах — эритроцитах. Гемоглобин переносит кислород из легких в ткани и участвует в транспортировке углекислого газа из тканей в легкие; поэтому уменьшение или увеличение содержания гемоглобина в крови (или изменения в его строении) далеко не безразличны для здоровья человека.

Большое значение имеют и белки плазмы. Они влияют на водный обмен между кровью и тканями, принимают участие в обмене белков всего организма. Эти белки — своего рода исходный материал для построения специфических белков различных тканей.

Белки плазмы отражают состояние белкового «хозяйства» организма. Теряет ли организм много белков при кровотечениях, ожогах, лихорадочных состояниях; получает ли их мало извне при потере аппетита, расстройствах кишечника или при голодании; наконец, утрачивает ли организм способность строить, синтезировать белки (при болезнях печени, почек и др.),— содержание белков в плазме уменьшается.

Очень важны некоторые сложные белки, входящие в состав крови. Белки, которые состоят только из аминокислот, называются простыми. (Аминокислоты — вещества, содержащие азот: они обладают свойствами и кислот и ще­лочей.) В состав молекул сложных белков, кроме амино­кислот, входят еще и другие, небелковые вещества, напри­мер сахар или его производные.

Велико значение сложных соединений белков с жироподобными веществами — липопротеинов. Жироподобные вещества (липоиды) нерастворимы в воде, но белки, сое­диняясь с ними, делают их растворимыми. Такие липопро­теины легко растворяются в крови, превращаясь в своего рода грузовые суда, которые перевозят витамины и другие вещества.

Многие белки, содержащиеся в крови, выполняют роль «вооруженной охраны» нашего организма и защищают его от бактерий и от действия различных ядов. Это так назы­ваемые антитела и антитоксины.

Небелковые азотистые вещества

Если из плазмы или сыворотки крови удалить белки, то в растворе останется много различных химических сое­динений. Часть их составит группу азотсодержащих не­белковых веществ. Это прежде всего аминокислоты — «кирпичики», из которых организм строит молекулы белка.

Аминокислоты, еще не «встроенные» в частицу белка, называются свободными. Они попадают в кровь из кишеч ника, где образуются в результате расщепления пищевых белков. Кровь разносит свободные аминокислоты по всем органам и тканям; последние же используют эти вещества для построения собственных белков и других превращений. Органы и ткани отдают в кровь те свободные аминокисло­ты, которые образуются при распаде тканевых белков. В ре­зультате содержание аминокислот в крови у здорового человека остается относительно постоянным.

Большая часть аминокислот содержится в эритроци­тах, меньшая — в плазме. Показатель изменения уровня аминокислот в крови больного может быть весьма полез­ным для того, чтобы правильно поставить диагноз.

В состав белков нашего тела входят 20 аминокислот и все они присутствуют в крови. Одни из этих аминокислот поступили из белков пищи, другие образовались при распа­де тканевых белков нашего тела. Почти одна треть общего количества аминокислот плазмы падает на долю так назы­ваемой глютаминовой кислоты и ее разновидности — глю­тамина.

Глютаминовая кислота участвует в обмене азотистых веществ в организме и выполняет самые разнообразные функции. Особую роль эта ки­слота играет в обмене ве­ществ мозга.

Очень важны и другие аминокислоты. Большое зна­чение имеет их количествен­ное соотношение. Современ­ные методы исследования по­зволяют определять раздель­но все аминокислоты крови.

Особенно ценные результаты получают врачи, сопоставляя содержание различных ами­нокислот в крови и в моче, так как химический состав мочи отражает даже неболь­шие сдвиги в химизме крови.

Нельзя не упомянуть о нуклеиновых кислотах (от латинского слова «нукле­ус» — ядро), которые впер­вые были обнаружены в ядрах клеток организма. В кро­ви эти кислоты содержатся в минимальном количестве. Главным образом они входят в состав лейкоцитов.

В последнее время нуклеиновые кислоты при­влекают внимание биохими­ков и биологов всего мира. Не случайно на борту космиче­ских кораблей находились и молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты. Дело в том, что огромные молекулы нуклеиновой кислоты имеют са­мое непосредственное отношение к истокам жизни. Они об­разуются путем соединения большого количества других более простых молекул различной химической природы, каждая из которых имеет свои особые качества. Это соче­тание различных свойств исходных веществ обусловливает необычайное своеобразие молекулы нуклеиновой кислоты.

Такая молекула отличается удивительной гибкостью, подвижностью и одновременно устойчивостью, а также ин­дивидуальностью и специфичностью. Все эти свойства важны для «построения» живых организмов. Подоб­ные молекулы обладают запасом энергии, позволяющим осуществлять движения и работу. И, наконец, как говорят ученые, гигантские молекулы белков или нуклеиновых кис­лот могут обладать «памятью».

Как мы знаем, белки — основа жизни. Роль же нук­леиновых кислот состоит в том, что они используются ор­ганизмом для построения белка. Нуклеиновая кислота со­храняет и передает по наследству особенности строения каждого белка.

Углеводы, липиды

Из нескольких углеводов, присутствующих в крови, на­ибольшее значение имеет виноградный сахар — глюкоза. У здорового человека количество глюкозы в крэви держит­ся в пределах около 100 миллиграмм-процентов. А прн са­харной болезни это количество может увеличиться до 600.

Уровень сахара в крови — гликемия — может значи­тельно меняться и в обычных физиологических условиях. Достаточно съесть примерно 100 граммов сахара, и содер­жание глюкозы в крови повысится настолько, что она даже может появиться в моче.

Во время матча популярных футбольных команд у ты­сячи зрителей содержание глюкозы в крови повышается далеко за пределы нормы и только у равнодушных (а най­дутся ли такие на стадионе?) остается без изменений. Та­ким образом, и возбуждение нервной системы может по­высить уровень сахара в крови. То же происходит при уси­ленной мышечной работе.

Но во всех этих случаях гипергликемия — увеличение сахара в крови — носит временный характер. А вот при сахарной болезни и при некоторых других заболеваниях гипергликемия является длительной. Реже встречается со­стояние гипогликемии — понижение нормального уровня сахара в крови.

Группа липидов (от греческого «липос» — жир) объе­диняет жиры и жироподобные вещества (липоиды). Веще­ства, в которых одна молекула спирта-глицерина соедине­на с тремя молекулами жирных кислот, химики называют нейтральным жиром. Жирные кислоты бывают насыщен­ные и ненасыщенные. Последние отличаются меньшим со­держанием атомов водорода и значительно большей хими­ческой активностью. Некоторые ненасыщенные жирные кислоты обладают целебным действием: они укрепляют тончайшие мембраны, которыми клетки нашего тела отде­лены друг от друга. Эти кислоты можно считать до неко­торой степени незаменимыми, то есть они почти не синте­зируются в организме и должны поступать извне. Такие кислоты содержатся в растительном масле.

У людей, страдающих атеросклерозом, на внутренних стенках кровеносных сосудов откладывается холестерин. Сосуды становятся хрупкими и менее эластичными. Важ­но знать не только уровень холестерина в крови, но и уро­вень лецитина — вещества, содержащего азот. Лецитин в значительной степени предупреждает проникновение хо­лестерина в стенки артерий.

Отмечено, что атеросклероз почему-то редко поражает жителей Италии, Греции и побережья Ледовитого океа­на. Можно предположить, что невосприимчивость к атеро­склерозу у этих народов частично вызвана общей причи­ной. Дело в том, что в качестве главного пищевого жира жители южных стран используют растительное масло, а народы Севера — рыбий жир. И растительное масло, и ры­бий жир, как говорят химики, «ненасыщенные» жиры. Ес­ли постоянно употреблять их в пищу, в крови человека резко снижается количество холестерина, а следователь­но. уменьшается опасность атеросклероза. Так-же что очень эффективным в этом отноше­нии является масло, полученное из зерен кукурузы.

Конечно причины, способствующие развитию атеро­склероза, очень сложны и их нельзя свести только к осо­бенностям питания. Однако изучение химии крови, несом­ненно, поможет бороться и с этой болезнью.

Кровь содержит большое количество веществ, образу­ющихся в тканях организма при обмене углеводов. Это главным образом органические кислоты: молочная, пировиноградная, лимонная и другие.

Молочной кислоты в крови здорового человека немно­го. Однако достаточно интенсивно поработать, как ее ко­личество может сильно увеличиться. Таким образом, уро­вень молочной кислоты отражает состояния, при которых наше тело ощущает острую нехватку кислорода.

С молочной кислотой в крови «дружит» пировиноградная кислота, неотступно следующая за ее колебаниями в крови.

Иногда знакомый всем запах лака для ногтей может помочь врачу поставить диагноз сахарной болезни. Аце­тон и родственные ему вещества носят общее название кетоновых тел. В крови здорового человека их мало. Но при сахарной болезни количество кетоновых тел может увеличиться в десятки раз. Даже воздух, выдыхаемый больным, содержит ацетон.

Ферменты, гормоны, витамины

Ферменты — также специфические белки. Их выделя­ют в особую группу только потому, что обычно о содержа­нии ферментов в крови судят не по их количеству, а по их активности.

Эти биологические катализаторы обладают способно­стью ускорять или замедлять процессы обмена веществ в организме. Самые разнообразные ферменты действуют в удивительной согласованности друг с другом. Если же че­ловек заболевает, деятельность ферментов изменяется.

В клетках крови — эритроцитах и лейкоцитах, как в любых клетках организма, имеется набор ферментов. Бо­лее 50 из них выявлено в плазме крови. Некоторые фер­менты свойственны вообще только плазме и выполняют в ней определенную роль. Таковы, например, ферменты, принимающие участие в свертывании крови, пищеварительные ферменты и другие.

Активность большей части ферментов плазмы сильно колеблется, отражая изменения в организме. Так, в крови здорового ребенка не более 10 единиц щелочной фосфата­зы (этот фермент принимает участие в росте костей), а у больного рахитом эта цифра в некоторых случаях доходит до 200 единиц.

Один из ферментов крови заслуживает особого внима­ния. Это холинэстераза. В деятельности нервной системы большую роль играет ацетвлхолин — вещество, которое передает нервное возбуждение. Передача по нервам воз­буждения связана с быстротой расщепления ацетилхоли- на, происходящего под влиянием холинэстеразы. Такой фермент содержится в эритроцитах и в нервной ткани. Хо­линэстераза, входящая в плазму крови, образуется в пе­чени. Исследование этого фермента дает ценные сведения врачу о работе печени — главной химической лаборато­рии организма.

В нашем теле находятся железы, которые не имеют на­ружных выводных протоков и выделяют вырабатываемые ими вещества в кровь. Эти вещества называются гормо­нами (от греческого «гормон» — движущий). Они стимулируют деятельность всех органов человеческого организ­ма. Нормальная работа желез внутренней секреции (эн­докринных) может усилиться или ослабнуть. Тогда воз­никают эндокринные расстройства.

Определение гормонов в крови помогает следить за деятельностью желез внутренней секреции. В крови чело­века выявлено более двадцати гормонов.

Гормоны щитовидной железы принято определять по входящему в их состав йоду. Плазма здоровых людей со­держит определенное количество йода. При болезнях, свя­занных с повышенной деятельностью щитовидной железы, содержание йода в крови увеличивается, а при некоторых других (например, микеедеме) — понижается.

Учёные обратили особое вни­мание на деятельность надпочечных желез, которые выде­ляют в кровь более десяти различных гормонов. Концент­рация их в крови при различных заболеваниях может рез­ко возрастать или также резко падать.

Хорошо изучено содержание витаминов в крови здоро­вого человека. Оно зависит в первую очередь от характера питания человека. Количество витаминов в крови может заметно изменяться при желудочно-кишечных заболева­ниях, отравлениях, лихорадочных состояниях, малокро­вии, болезнях печени, почек и др.

В крови содержатся более тридцати различных мине­ральных веществ. Часть их сконцентрирована в эритроци­тах, другая — в плазме. Установлено, что минеральный состав крови человека зависит от его возраста, сезона, времени дня и т. д. Соотношения между отдельными мине­ральными веществами в крови имеют крайне важное зна­чение для организма. Так, ионы хлора поддерживают рав­новесие между кислотами и щелочами в крови; ионы каль­ция играют большую роль в свертывании крови; ионы ка­лия понижают, а ионы магния повышают способность ге­моглобина связывать кислород.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: