Біологія. 8 клас. Страшко

Тема 4. Транспорт речовин

§ 17. Рiдини тiла. Склад i функцiї кровi. Еритроцити

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ТЕРМІНИ: міжклітинна рідина, лімфа, кров, функції крові, плазма крові, формені елементи, еритроцити, гемоглобін, анемія.

Внутрішнє середовище організму — це кров, лімфа та міжклітинна рідина.

Міжклітинна рідина й лімфа (рис. 38). Міжклітинна рідина омиває клітини організму. Через неї вони отримують усе потрібне для їхньої життєдіяльності — кисень, білки, вуглеводи, жири, мінеральні солі тощо. У міжклітинну рідину виділяються кінцеві продукти обміну, вуглекислий газ, надлишок води, мінеральних солей, сечовина та ін. Вона — важливий чинник збереження гомеостазу. Її склад і співвідношення різних речовин досить сталі. При порушенні цієї сталості (надто низька або висока температура довкілля, тривале голодування, зміна питного режиму тощо) людина може загинути.

Вода й поживні речовини потрапляють у міжклітинну рідину з крові через кровоносні капіляри, а непотрібні клітинам продукти обміну речовин, розчинені у воді, — до лімфи в лімфатичні капіляри. З лімфою вони надходять до вен і звідти різними шляхами виводяться з організму. Крім того, лімфа розносить по організму жири, що всмоктуються в кишечнику, і синтезовані в печінці білки.

Лімфа — це безбарвна, майже прозора рідина. Вона містить воду, мінеральні солі, глюкозу, амінокислоти, кисень, СО2. Вміст білків у лімфі в 3-4 рази менший, аніж у плазмі крові.

Лімфатичні судини — це ніби дренажна система, що видаляє надлишок міжклітинної рідини.

Значення крові в організмі. Кров — рідка сполучна тканина, що циркулює замкненою системою кровоносних судин. Її основні функції (рис. 39):

  • Регуляторна — кров транспортує гормони й інші біологічно активні речовини, забезпечуючи гуморальну регуляцію функцій в організмі.
  • Дихальна — кров забирає кисень із легенів і розносить по всьому тілу. Віддаючи його клітинам, вона забирає від них вуглекислий газ, який несе до легенів, де той із видихом виходить назовні.

Рис. 38. Рідини тіла та взаємозв’язок між ними: 1 — лімфатичний капіляр; 2 — міжклітинна рідина; 3 — кровоносний капіляр; 4 — клітини

Рис. 39. Функції крові: 1 — еритроцити; 2 — лейкоцити; 3 — тромбоцити

  • Живильна й участь в обміні речовин: кров розносить по тілу поживні речовини від кишечнику або з місць їхнього накопичення.
  • Видільна функція полягає в тому, що саме через кров організм очищується від продуктів переробки поживних речовин (наприклад, сечовини), які з плином крові надходять до видільних органів — нирок і печінки або до легенів.
  • Захисна функція. Певні клітини крові мають властивість знешкоджувати хвороботворні мікроорганізми, що потрапляють в організм. Кров бере участь у створенні імунітету проти різних інфекцій. До захисної ролі крові належить також її здатність згортатися.
  • Теплорегуляційна, тобто збереження сталості температури тіла. Кров рівномірно розподіляє тепло по всьому тілу, забираючи його з «гарячих» органів, наприклад скелетних м’язів, печінки, а віддає, охолоджуючись у шкірі.

Склад крові (рис. 40). Як відомо, кров — це рідка сполучна тканина, яка перебуває в постійному русі. В організмі здорової людини міститься 4-5 л крові, що становить 6-8 % від маси тіла. Більше половини його — рідка частина крові — плазма. Інша частина — це клітини — формені елементи крові.

Плазма крові (з грецьк. те, що утворене, сформоване) становить приблизно 60 % усього об’єму крові. У її складі — 91 % води й 9 % розчинених або завислих у ній речовин: білків, амінокислот, жирів, глюкози, мінеральних солей (зокрема, NaCl), мікроелементів, вітамінів, гормонів тощо. У здорової людини склад плазми досить сталий, оскільки навіть незначні зміни концентрації білків або NaCl призводять до тяжких наслідків.

Рис. 40. Склад і основні показники крові людини

Плазма крові є джерелом води та поживних речовин для клітин організму, сприяє підтриманню кров’яного тиску й загального об’єму крові.

Значення білків плазми важко переоцінити: вони підтримують рН (кислотність) крові; є пластичним матеріалом для тканинних білків; обумовлюють онкотичний тиск, тобто здатність притягувати воду; забезпечують в’язкість крові, а також транспортування гормонів, мінеральних речовин, ліпідів, холестерину; беруть участь у зсіданні крові й утворенні імунних тіл; перешкоджають осіданню еритроцитів.

Плазма крові, з якої видалено згортувальні білки, дістала назву сироватка крові.

Мінеральні речовини плазми крові становлять приблизно 0,9 %. Вони представлені в основному катіонами Na+, K+, Ca2+ та аніонами Cl-, HCO3-, HPO42-.

До формених елементів крові (рис. 40) належать еритроцити — переносники кисню та частково вуглекислоти; лейкоцити, або білокрівці, що сприяють захисту організму від інфекцій; тромбоцити, або кров’яні пластинки, які беруть участь у процесах згортання крові.

Хімічний склад плазми регулюють центральна нервова й ендокринна системи. Наприклад, у спеку, коли ми потіємо, через зневоднення організму в крові збільшується концентрація NaCl. Це спричиняє збудження центру спраги в гіпоталамусі й виникнення відчуття спраги. Ми п’ємо воду, її кількість у крові нормалізується, відновлюється гомеостатична рівновага, і відчуття спраги зникає.

Рис. 41. Схема перетворення еритроцита з незрілої ядерної клітини на зрілу без’ядерну: 1 — втрачання ядра

Рис. 42. Електронна мікрофотографія клітин крові: 1 — еритроцит; 2 — лейкоцит; 3 — тромбоцит

Це треба пам’ятати! Голодування, особливо «сухе» (коли людина навіть не п’є воду), призводить до змін хімічного складу плазми, підвищення в’язкості крові та порушення гомеостазу, часом незворотного.

Будова та функції еритроцитів. Еритроцити (з грецьк. червоний і клітина) — це дрібні клітини крові, які в процесі дозрівання втрачають ядро й мають форму двоввігнутих дисків (рис. 41-43), діаметром усього 7-8 мкм. Загальна площа всіх еритроцитів досягає 3000 м2, що в 1500 разів перевищує площу поверхні тіла людини. Така велика загальна площа еритроцитів зумовлена їхньою значною кількістю та формою.

Особливість форми еритроцитів пов’язана з їх специфічною функцією — перенесення кисню. В еритроциті немає жодної точки, яка б знаходилася від поверхні більш як на 0,85 мкм. Якби еритроцити мали форму кулі, то центр клітини знаходився б від її поверхні на відстані 2,5 мкм, а загальна площа еритроцитів була на 20 % меншою.

Через відсутність ядра еритроцит засвоює у 200 разів менше кисню для власних потреб, ніж його ядерні попередники. Постачаючи киснем увесь організм, він витрачає на себе мізерну частину того кисню, який переносить. Однак, унаслідок відсутності процесів регенерації, еритроцити мають тривалість життя лише приблизно 120 діб. Вони гинуть у печінці та селезінці. В одному літрі крові здорової людини міститься 4-5х1012 еритроцитів, а всього людина має 25 трлн цих клітин.

Будова та функції гемоглобіну. Еритроцити містять унікальну хімічну сполуку — гемоглобін (з грецьк. кров і латин. куля) — кров’яний пігмент, що складається з молекули білка надзвичайно складної будови та гема — складної залізовмісної сполуки (рис. 43). В одному літрі крові людини міститься 135-160 г гемоглобіну.

Основною властивістю гемоглобіну є здатність утворювати нестійкі сполуки з киснем, а його основна функція — транспортування кисню від легенів до тканин. У легенях під час вдиху гемоглобін тимчасово з’єднується з киснем у нестійку сполуку, що називається оксигемоглобіном. Кров, яка забирає кисень від легенів, є артеріальною. Завдяки великій кількості оксигемоглобіну вона має яскраво-червоний колір.

Артеріальна кров, збагачена киснем, потрапляє до тканин, де гемоглобін легко віддає кисень клітинам, а замість кисню (у такий самий спосіб) отримує від них вуглекислий газ, який, з’єднуючись із гемоглобіном, утворює карбгемоглобін (з латин. вуглець і гемоглобін).

Карбгемоглобін надає венозній крові темнішого кольору. Вона потрапляє венами до серця, а потім артеріями — до легенів. Тут гемоглобін віддає СО2, який під час видиху виводиться з організму. У вигляді карбгемоглобіну кров’ю переноситься 8 % вуглекислого газу. Решта — 92 % CO2 — переноситься кров’ю як кислі солі вугільної кислоти (88 %), розчинені в плазмі (4 %).

Під дією сильних окислювачів — чадного газу, озону (O3), перекису водню — гемоглобін утворює стійкі сполуки й утрачає здатність переносити кисень до клітин організму. Сполука гемоглобіну з чадним газом називається карбоксигемоглобіном. Отруєння чадним газом може бути смертельним.

Рис. 43. Структура молекули гемоглобіну: а) еритроцит; б) гемоглобін: 1 — молекула білка; 2 — гем

Це треба пам’ятати! Тютюновий дим, що містить чадний газ, перешкоджає нормальному насиченню еритроцитів киснем і призводить до кисневого голодування всіх тканин організму.

Недокрів’я. Під впливом несприятливих чинників (поганого харчування, малорухливого способу життя, радіаційного та хімічного забруднення довкілля, хронічних захворювань шляхів травлення, шкідливих звичок) у людини зменшується кількість еритроцитів і/або вміст у них гемоглобіну, через що виникає недокрів’я, або анемія. Вона спричинює кисневе голодування всіх органів і тканин організму. Людина скаржиться на задишку, особливо під час фізичного навантаження, відчуває слабкість, шум у вухах, у неї трапляються запаморочення або навіть зомління. Шкірні покриви й слизові оболонки блідішають. У такому випадку потрібно звернутися до лікаря.

Думаємо, розуміємо, відповідаємо. 1. За рахунок яких рідин тіла підтримується сталість внутрішнього середовища організму людини? 2. Поясніть значення міжклітинної рідини. 3. Визначте значення лімфи в обміні речовин. 4. Які функції виконує кров? 5. Поясніть механізми збереження сталості хімічного складу плазми крові. 6. Визначте взаємозв’язок будови та функцій еритроцитів. 7. Розгляньте рис. 42 і 43. Визначте ознаки пристосування еритроцитів до перенесення кисню. 8. Поясніть походження терміна «гемоглобін». 9. Поясніть механізм транспортування кисню від легенів до тканин. 10. Яка різниця в будові еритроцитів у людини та жаби позначається на перенесенні кисню гемоглобіном? 11. Під впливом яких чинників у людини виникає недокрів’я?

Самостійна робота з підручником. За допомогою тексту параграфа наведіть приклади регуляції хімічного складу крові центральною нервовою системою (ЦНС).

Домашнє завдання. 1. Чому для життя людини потрібне рідке внутрішнє середовище? 2. Опишіть значення та функції крові в організмі людини. 3. З’ясуйте, чим відрізняються венозна й артеріальна кров.

Це треба знати. Усі еритроцити тіла людини, складені в один «стовпчик», утворили б ланцюг завдовжки 62 000 км! На осі такої довжини могли б обертатися кілька таких планет, як Земля.