3690 ИССЛЕДОВАНИЕ КРОВИ РАСТРОВЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ МИКРОСКОПОМ И РЕНТГЕНОВСКИМ МИКРОАНАЛИЗАТОРОМ

Цель работы: исследование препаратов крови, приготовленных методом  замораживания - испарения, с помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ) и рентгеновского микроанализатора (РМА), определение размеров эритроцитов, анализ элементного состава эритроцитов.

Приборы и оборудование: вакуумный испаритель JEE-4В, растровый электронный микроскоп JSM-50A, рентгеновский микроанализатор JXA-50А.

 

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ И МЕТОД ЭКСПЕРИМЕНТА

 

  1. Характеристика крови, ее состав и функции

Кровь является жидкой соединительной тканью. Она совместно с тканевой жидкостью [межклеточная жидкость, образующаяся благодаря переходу (фильтрации) жидкой части крови из капилляров в ткани, в составе которой практически полностью отсутствуют белки] и лимфой (жидкость, по составу отличающаяся от тканевой главным образом более высоким содержанием белков) образует внутреннюю среду организма. Из многообразных функций, выполняемых кровью, укажем основные, к которым относятся:

транспорт питательных веществ от пищеварительного тракта к тканям, местам резервных запасов и от них (трофическая функция);

транспорт конечных продуктов метаболизма из тканей к органам выделения (экскреторная функция);

транспорт кислорода и диоксида углерода между дыхательными органами и тканями (дыхательная функция);

транспорт гормонов от желез внутренней секреции к органам (гуморальная регуляция);

защитная функция, осуществляемая за счет фагоцитарной активности лейкоцитов (клеточный иммунитет);

терморегуляторная функция, способствующая перераспределению тепла между органами, регуляции теплоотдачи через кожу;

механическая функция, состоящая в придании органам тургорного напряжения за счет прилива к ним крови;

гомеостатическая функция, заключающаяся в поддержании постоянства внутренней среды организма, пригодной для клеток в отношении ионного состава, концентрации водородных ионов и др.

Кровь состоит из клеток различного типа, которые называются форменными элементами, взвешенными в жидкой среде – плазме. К форменным элементам относят эритроциты (красные кровяные тельца), лейкоциты (белые кровяные тельца) и тромбоциты (кровяные пластинки). На долю плазмы в крови приходится около 55 %, а остальные 45 % составляют форменные элементы.

Плазма крови представляет сложную смесь разнообразных веществ (белки, аминокислоты, углеводы, липиды, соли, гормоны, ферменты, антитела и растворенные газы), которая имеет очень стабильный состав, несмотря на то, что постоянно, протекая через капилляры, получает  и отдает различные вещества. Основными компонентами плазмы являются вода (90 – 92 %) и белки (7 – 8 %). В плазме крови поддерживается на постоянном уровне с помощью различных регуляторных механизмов концентрация глюкозы (0,1 %) и солей (0,9 %). Плазма имеет слабую щелочную реакцию (рН=7,4). В поддержании постоянного рН участвуют белки и эритроциты, которые обладают буферными свойствами.

Диффузия растворенного вещества через полупроницаемую мембрану называется диализом, а диффузия молекул воды или другого растворителя через такую же мембрану – осмосом. В жидком содержимом всякой живой клетки растворены соли, сахара и другие вещества, благодаря которым оно обладает известным осмотическим давлением. Мерой этого давления служит давление столба воды в трубке, как это показано на рис. 1, А, Б. Осмотическое давление обусловлено диффузией молекул воды через полупроницаемую мембрану. Этот процесс продолжается до тех пор, пока концентрация воды не будет одинаковой по обе стороны мембраны.

Если поместить клетку в жидкость с таким же осмотическим давлением, как и давление в клетке, вода не войдет в клетку и не выйдет из нее. В этих условиях клетка не набухает и не съеживается. Такую жидкость называют изотонической или изоосмотической по отношению к внутриклеточной жидкости. В норме плазма крови и все жидкости организма изотоничны; они содержат такое же количество растворенного материала, как и клетки.

Если концентрация растворенных веществ в окружающей жидкости выше, чем внутри клетки, то вода стремится выйти наружу и клетка съеживается. Такую жидкость называют гипертонической по отношению к клетке. Если в жидкости меньше растворенного материала, чем в клетке, ее называют гипотонической; в этом случае вода стремится входить в клетку и вызывает ее набухание.

Изотоничным по отношению к клеткам человека является 0,9%-й раствор хлористого натрия, который иногда называют «физиологическим» раствором. Эритроциты, помещенные в 0,6%-й раствор хлористого натрия, набухают и лопаются (рис 2, В,Г), в 1,3%-м растворе они сжимаются (рис. 2, А), а в 0,9%-м растворе с ними не происходит ни того, ни другого (рис. 2, Б).

Эритроциты имеют форму двояковогнутых дисков (рис. 2, Б) 7 – 8 мкм в диаметре и 1 – 2 мкм в толщину. Они взвешены в плазме и возникли в процессе эволюции как клетки, содержащие дыхательные пигменты, осуществляющие перенос кислорода и диоксида углерода. Зрелые эритроциты млекопитающих лишены ядра. В крови взрослого человека содержится более 5 млн эритроцитов, а каждый эритроцит, в свою очередь, включает в себя не менее 250 млн молекул гемоглобина – красного пигмента, переносящего О2 и СО2.

Гемоглобин в кровеносных капиллярах легких насыщается кислородом и превращается в оксигемоглобин, придающий крови ярко-алый цвет. В тканях и органах кислород легко отщепляется, гемоглобин восстанавливается и присоединяет диоксид углерода, превращаясь в карбогемоглобин. Цвет такой крови (венозной) темно-красный. В легких от гемоглобина отщепляется диоксид углерода, он (гемоглобин) восстанавливается и присоединяет кислород. Гемоглобин способен образовывать и патологические соединения. Одним из них является карбоксигемоглобин – соединение гемоглобина с угарным газом. Это соединение в 300 раз прочнее оксигемоглобина.  Отравление угарным газом опасно для жизни, так как резко снижается транспорт кислорода.

В крови содержатся  пять типов белых кровяных телец, или лейкоцитов (лимфоциты, моноциты, нейтрофилы, эозинофилы и базофилы). Все лейкоциты имеют ядро, лишены гемоглобина и способны к активному амёбоидному движению.

Как известно, движение может быть результатом мышечного сокращения, биения ресничек и жгутиков (рис. 3, А) и, наконец, медленного течения массы протоплазмы – амёбоидного движения (рис. 3, Б). Течение протоплазмы в клетках листьев растений называют циклозом (рис. 3, В).

Лейкоцитов гораздо меньше, чем эритроцитов. В 1 см3 крови здорового человека содержится 6 – 8 тысяч лейкоцитов. Число их колеблется даже у одного человека в разное время суток: меньше всего лейкоцитов рано утром, а больше всего после полудня.

В норме в циркулирующей крови среди всех лейкоцитов наибольшая часть (60 – 70 % всех лейкоцитов) приходится на нейтрофилы. Все лейкоциты способны выходить сквозь стенки кровеносных сосудов в ткани, уничтожать бактерии и другие болезнетворные микробы путем фагоцитоза. Нейтрофилы, кроме того, поглощают и уничтожают остатки мертвых тканевых клеток. Движение лейкоцитов к очагам инфекции стимулируют вещества, которые выделяются воспаленными и инфицированными тканями. Отметим также, что нейтрофилы играют главную роль в сопротивлении острым бактериальным инфекциям, тогда как моноциты приобретают большее значение при хронических инфекционных заболеваниях.

Третьей группой форменных элементов являются тромбоциты. Они играют важную роль в процессе свертывания крови. У большинства позвоночных тромбоциты представляют собой небольшие овальные клетки, имеющие ядро, тогда как у млекопитающих это мельчайшие сферические или дисковидные кровяные пластинки, лишенные ядра.

Свертывание крови является важной защитной реакцией организма, препятствующей кровопотере и таким образом сохраняющей постоянство объема циркулирующей крови. Механизм свертывания крови очень сложен, а процесс свертывания крови является ферментативным и осуществляется плазмой, а не клетками крови. В результате этого процесса из растворимого белка плазмы фибриногена образуется нерастворимый белок  фибрин– мономер, который путем полимеризации превращается в длинные волокна фибрина–полимера. Сеть из этих волокон и опутанные ею эритроциты, лейкоциты и тромбоциты образуют кровяной сгусток – тромб.

В крови имеется и система, препятствующая свертыванию крови. Одним из сильных антикоагулянтов является гепарин, образующийся в клетках легких и печени.