Роль форменных элементов крови при занятиях спортом
- Система крови и ее функции
- Форменные элементы крови
- Основные изменения в системе крови при мышечной деятельности
- Список литературы
Система крови и ее функции
К системе крови относится сама
кровь. Поскольку кровь течет по сосудам
(вне сосудов в человеческом организме
нет крови), систему крови и сосудов часто
называют кровеносной системой. В связи с тем,
что движение крови по сосудам возможно
только благодаря работе сердца, которое
с каждым сокращением проталкивает кровь
в определенном направлении, системы сердца,
крови и сосудов часто объединяют под
названием сердечно-сосудистой системы. Часто
понятия кровеносной системы и сердечно-сосудистой
системы отождествляют. Кровь является,
хоть и жидкой, но тканью, то есть состоит
из клеток и межклеточного вещества.
Клетки крови называются форменными элементами крови. Они
составляют примерно 45 % от общего объема
крови.
Межклеточное вещество крови называется плазмой
крови. Плазма составляет порядка 55
% от общего объема крови.
К клеткам крови (форменным элементам)
относят эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, хотя
тромбоциты на самом деле не являются
полноценными клетками.
Плазма крови на 90 % состоит из воды, на
8 % - из белков, остальную часть составляют
углеводы, жиры, минеральные вещества,
витамины и гормоны (есть и другие вещества).
Объем крови взрослого человека равен 4-5 литрам у женщин и 5-6 литрам у мужчин.
К Р О В Ь
45 % (форменные элементы) |
55 % (плазма) | ||
ЭРИТРОЦИТЫ красные
|
ЛЕЙКОЦИТЫ белые
|
ТРОМБОЦИТЫ кровяные пластинки
|
вода 90 %, |
перенос кислорода |
защита |
свертывание крови |
иммунитет, |
Основные функции крови
Транспортная функция. Циркул
Дыхательная функция. Эритроциты крови присоединяют в легких кислород, который несут другим клеткам организма. Отдав кислород клеткам, эритроциты забирают у них углекислый газ и несут его к легким.
Кровь, богатая кислородом, имеет
ярко красный цвет и называется артериальной. Кро
Питательная функция. Кровь обеспечивает все клетки организма питательными веществами (углеводами, жирами), а также витаминами, минеральными веществами и водой.
Выделительная функция. Кровь забирает из клеток конечные продукты их жизнедеятельности («шлаки») и несет их к органам выделения (почкам, коже, легким).
Терморегуляторная функция. Кровь обеспечивает относительно равномерное распределение тепла в организме. Проходя по органам с высоким уровнем обмена веществ, кровь нагревается, одновременно охлаждая их. Проходя по коже и поверхностным мышцам, кровь охлаждается, одновременно согревая их.
Защитная функция. Кровь
является важнейшим фактором иммунитета.
Лейкоциты крови обладают способностью
поедать отмирающие клетки, чужеродные
вещества и микроорганизмы, а также определять
отторжение генетически чуждых образований.
Некоторые белки плазмы крови обладают
способностью обезвреживать микробы и
их яды. Такие белки называются антителами. В ответ на
поступление в организм чужеродных микробов,
вирусов или токсинов, кровь способна
синтезировать новые виды белков (антител),
нейтрализующие эти поступления.
К защитной функции можно отнести и способность
крови к свертыванию. Благодаря этой способности,
при повреждениях наружных покровов или
внутренних тканей организма, возможна
закупорка места повреждения тромбом.
Регуляторная функция. Перено
Кровь выполняет и другие функции в организме, однако их описание довольно сложно, поэтому здесь не приводится.
Форменные элементы крови
К форменным элементам крови
Рис 1. Форменные элементы крови человека в мазке.
1 – эритроцит, 2 – сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит,
3 – палочкоядерный нейтрофильный гранулоцит, 4 – юный нейтрофильный гранулоцит, 5 – эозинофильный гранулоцит, 6 – базофильный гранулоцит, 7 – большой лимфоцит, 8 – средний лимфоцит, 9 – малый лимфоцит,
10 – моноцит, 11 – тромбоциты (кровяные пластинки).
Эритроциты
В норме в крови у мужчин содержится 4,0 – 5,0х10"/л, или 4 000 000 – 5 000 000 эритроцитов в 1 мкл, у женщин – 4,5х10"/л, или 4 500 000 в 1 мкл. Повышение количества эритроцитов в крови называется эритроцитозом, уменьшение эритропенией, что часто сопутствует малокровию, или анемии. При анемии может быть снижено или число эритроцитов, или содержание в них гемоглобина, или и то и другое. Как эритроцитозы, так и эритропении бывают ложными в случаях сгущения или разжижения крови и истинными.
Эритроциты человека лишены ядра и
состоят из стромы, заполненной гемоглобином,
и белково-липидной оболочки. Эритроциты
имеют преимущественно форму
двояковогнутого диска
2) регуляция рН крови благодаря одной из мощнейших буферных систем крови – гемоглобиновой;
3) питательная – перенос на
своей поверхности аминокислот
от органов пищеварения к
4) защитная – адсорбция на своей поверхности токсических веществ;
5) участие в процессе
6) эритроциты являются
7) эритроциты несут в себе групповые признаки крови.
Рис 2.
А. Нормальные эритроциты в форме двояковогнутого диска.
Б. Сморщенные эритроциты в гипертоническом солевом растворе
Гемоглобин и его соединения
Гемоглобин – особый белок хромопротеида, благодаря которому эритроциты выполняют дыхательную функцию и поддерживают рН крови. У мужчин в крови содержится в среднем 130 – 1б0 г/л гемоглобина, у женщин – 120 – 150 г/л.
Гемоглобин состоит из белка
глобина и 4 молекул гема. Гем имеет
в своем составе атом железа, способный
присоединять или отдавать молекулу кислорода.
При этом валентность железа, к которому
присоединяется кислород, не изменяется,
т.е. железо остается двухвалентным. Гемоглобин,
присоединивший к себе кислород, превращается
в оксигемоглобин. Это соединение непрочное.
В виде оксигемоглобина переносится большая
часть кислорода. Гемоглобин, отдавший
кислород, называется восстановленным, ил
В особых условиях гемоглобин может
вступать в соединение и с другими
газами. Соединение гемоглобина с
угарным газом (СО) называется карбоксигемоглобино
При некоторых патологических состояниях, например, при отравлении сильными окислителями (бертолетовой солью, перманганатом калия и др.) образуется прочное соединение гемоглобина с кислородом – метгемоглобин, в котором происходит окисление железа, и оно становится трехвалентным. В результате этого гемоглобин теряет способность отдавать кислород тканям, что может привести к гибели человека.
В скелетных и сердечной мышцах находится мышечный гемоглобин, называемый миоглобином. Он играет важную роль в снабжении кислородом работающих мышц.
Имеется несколько форм гемоглобина, отличающихся строением белковой части – глобина. У плода содержится гемоглобин F. В эритроцитах взрослого человека преобладает гемоглобин А (90%). Различия в строении белковой части определяют сродство гемоглобина к кислороду. У фетального гемоглобина оно намного больше, чем у гемоглобина А. Это помогает плоду не испытывать гипоксии при относительно низком парциальном напряжении кислорода в его крови.
Ряд заболеваний связан с появлением в крови патологических форм гемоглобина. Наиболее известной наследственной патологией гемоглобина является серповидноклеточная анемия, Форма эритроцитов напоминает серп. Отсутствие или замена нескольких аминокислот в молекуле глобина при этом заболевании приводит к существенному нарушению функции гемоглобина.
В клинических условиях принято вычислять степень насыщения эритроцитов гемоглобином. Это так называемый цветовой показатель. В норме он равен 1. Такие эритроциты называются нормохромными. При цветовом показателе более 1,1 эритроциты гиперхромные, менее 0,85 –гипохромные. Цветовой показатель важен для диагностики анемий различной этиологии.
Гемолиз
Процесс разрушения оболочки эритроцитов и выход гемоглобина в плазму крови называется гемолизом. При этом плазма окрашивается в красный цвет и становится прозрачной – “лаковая кровь”. Различают несколько видов гемолиза.
Осмотический гемолиз может возникнуть в гипотонической среде. Концентрация раствора NаСl, при которой начинается гемолиз, носит название осмотической резистентности эритроцитов, Для здоровых людей границы минимальной и максимальной стойкости эритроцитов находятся в пределах от 0,4 до 0,34%.
Лейкоциты
Лейкоциты, или белые кровяные тельца, представляют собой бесцветные клетки, содержащие ядро и протоплазму, размером от 8 до 20 мкм.
Количество лейкоцитов в периферической
крови взрослого человека колеблется
в пределах 4,0 – 9,0х10' /л, или 4000 – 9000
в 1 мкл. Увеличение количества лейкоцитов
в крови называется лейкоцитозом,уменьш
Лейкоциты в зависимости от того, однородна ли их протоплазма или содержит зернистость, делят на 2 группы: зернистые, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты. Гранулоциты в зависимости от гистологических красок, какими они окрашиваются, бывают трех видов: базофилы (окрашиваются основными красками), эозинофилы (кислыми красками) и нейтрофилы (и основными, и кислыми красками). Нейтрофилы по степени зрелости делятся на метамиелоциты (юные), палочкоядерные и сегментоядерные. Агранулоциты бывают двух видов: лимфоциты и моноциты.
В клинике имеет значение не только общее количество лейкоцитов, но и процентное соотношение всех видов лейкоцитов, получившее название лейкоцитарной формулы, или лейкограммы.
Лейкоцитарная формула здорового человека (в %) | ||||||
Гранулоциты |
Агранулоциты | |||||
Нейтрофилы |
Базофилы |
Эозинофилы |
Лимфоциты |
Моноциты | ||
юные |
Палочко-ядерные |
Сегменто-ядерные | ||||
0 – 1 |
1 – 5 |
45 – 65 |
0 – 1 |
1 – 5 |
25 – 40 |
2 - 8 |
Тромбоциты
Тромбоциты, или кровяные пластинки – плоские клетки неправильной округлой формы диаметром 2 – 5 мкм. Тромбоциты человека не имеют ядер. Количество тромбоцитов в крови человека составляет 180 – 320х10'/л, или 180 000 – 320 000 в 1 мкл. Имеют место суточные колебания: днем тромбоцитов больше, чем ночью. Увеличение содержания тромбоцитов в периферической крови называется тромбоцитозом, уменьшение – тромбоцитопенией.
Рис 5. Тромбоциты, прилипшие к стенке аорты в зоне повреждения эндотелиального слоя.
Главной функцией тромбоцитов является участие в гемостазе. Тромбоциты способны прилипать к чужеродной поверхности (адгезия), а также склеиваться между собой ~агрегация) под влиянием разнообразных причин. Тромбоциты продуцируют и выделяют ряд биологически активных веществ: серотонин, адреналин, норадреналин, а также вещества, получившие название пластинчатых факторов свертывания крови. Тромбоциты способны выделять из клеточных мембран арахидоновую кислоту и превращать ее в тромбоксаны, которые, в свою очередь, повышают агрегационную активность тромбоцитов. Эти реакции происходят под действием фермента циклооксигеназы. Тромбоциты способны к передвижению за счет образования псевдоподий и фагоцитозу инородных тел, вирусов, иммунных комплексов, тем самым, выполняя защитную функцию. Тромбоциты содержат большое количество серотонина и гистамина, которые влияют на величину просвета и проницаемость капилляров, определяя тем самым состояние гистогематических барьеров.
Тромбоциты образуются в красном
костном мозге из гигантских клеток
мегакариоцитов. Продукция тромбоцитов
регулируется тромбоцитопоэтина
Активность тромбоцитопоэтинов регулируется интерлейкинами (ИЛ-6 и ИЛ-11). Количество тромбоцитопоэтинов повышается при воспалении, необратимой агрегации тромбоцитов, Продолжительность жизни тромбоцитов составляет от 5 до 11 дней. Разрушаются кровяные пластинки в клетках системы макрофагов.
Основные изменения в системе крови при мышечной деятельности
Под влиянием мышечной деятельности в
крови происходят такие изменения,
которые способствуют наилучшему обеспечению
работы мышц при сохранении относительного
постоянства внутренней среды организма.
Изменения в системе крови при мышечной работе существенно зависят от ее длительности и интенсивности.
В начале любого вида мышечной деятельности
в крови увеличивается
В первые минуты любой более или менее интенсивной мышечной деятельности в крови регистрируется увеличение уровня сахара. Это происходит вследствие выхода сахара (глюкозы) из мест его резервного хранения (печени). Сахар крови является основным источников питания мозга и - в начале мышечной деятельности - работающих мышц. По мере продолжения работы уровень сахара в крови нормализуется, а затем существенно снижается.
Снижение уровня сахара в крови при длительной мышечной деятельности заставляет организм использовать в качестве источника питания жиры. Жиры выходят из мест их резервного хранения (печени), и примерно на 20-30-ой минуте работы их содержание в крови повышается. По мере продолжения мышечной деятельности, содержание жиров в крови снижается, что является существенным фактором, обуславливающим прекращение длительной работы (такой как марафонский бег).
Расщепление жиров - сложный и длительный
процесс, требующий большого количества
кислорода, поэтому он возможен только
при длительных нагрузках умеренной
интенсивности.
Во время мышечной деятельности жиры могут
быть доставлены в кровоток только из
печени. Расщепление жиров в подкожной
жировой клетчатке - цель желающих похудеть
- происходит в период восстановления.
Если длительная интенсивная мышечная деятельность выполняется в условиях ответственных соревнований, когда эмоциональное напряжение помогает преодолевать утомление, после истощения жировых запасов в крови и печени организм может начать использовать в качестве источника энергии белки. При интенсивной мышечной деятельности для освобождения энергии могут использоваться только легко расщепляемые низкомолекулярные белки. В качестве таковых хорошо подходят иммунные белки. Уровень иммунных белков в крови в этих условиях может снижаться столь существенно, что перестает определяться.
Организм нетренированного человека не способен продолжать работу, энергообеспечение которой осуществляется за счет расщепления белков.
Если мышечная деятельность достаточно интенсивна и длительна (бег в течение нескольких десятков минут), часть плазмы уходит из сосудистого русла в межклеточную жидкость. Это увеличивает концентрацию в крови эритроцитов, транспортирующих кислород (а также других форменных элементов). В таких условиях один и тот же объем крови способен перенести больше кислорода работающим мышцам. Недостатком уменьшения объема плазмы является увеличение вязкости крови, что затрудняет работу сердца.
Если мышечная работа достаточно интенсивна и продолжается более нескольких десятков минут, в кровяное русло поступает дополнительное количество форменных элементов (эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов) из мест из резервного хранения (селезенки, лимфатических узлов, красного костного мозга, легких, печени). Выход дополнительных форменных элементов в кровяное русло еще больше увеличивает их концентрацию в крови (и одновременно повышает вязкость крови).
Увеличение содержания эритроцитов
в крови повышает способность
крови доставлять клеткам кислород
(и забирать из клеток углекислый газ).
Увеличение содержания лейкоцитов обуславливает
повышение защитных функций организма.
Увеличение содержания тромбоцитов обеспечивает
более высокую свертываемость крови.
Для мышечной деятельности наибольшее
значение имеет повышение содержания
эритроцитов, так как скорость доставки
кислорода к работающим мышцам является
одним из главных факторов, определяющих
работоспособность мышц.
При длительной мышечной деятельности (несколько десятков минут и более), сопровождающейся обильным потоотделением, кровь теряет с потом дополнительное количество жидкой части плазмы, что еще больше увеличивает ее вязкость. Суммарное увеличение вязкости крови при мышечной деятельности может достигать 70 % (выход дополнительных форменных элементов, потеря жидкой части плазмы с потом, выход жидкой части плазмы из сосудистого русла в межклеточную жидкость и другие факторы).
По мере выполнения мышечной деятельности в крови увеличивается содержание продуктов распада - результата интенсивной работы сокращающихся мышц. Если работа умеренно интенсивна (работа умеренной мощности), содержание продуктов распада невелико, так как большинство из них успевает полностью расщепиться до углекислого газа и воды и удалиться из организма органами выделения. Если же работа достаточно интенсивна (работа субмаксимальной мощности и работа большой мощности: бег на дистанции 800 - 3000 м), скорость образования продуктов распада существенно выше, чем скорость их удаления. Кроме того, большое количество продуктов распада не успевает полностью окислиться до углекислого газа и воды и находится в крови в недоокисленной форме, изменяя кислотно-щелочное равновесие (pH) крови. В таких условиях накопление в крови продуктов распада является одним из важных факторов, обуславливающих прекращение работы или существенное снижение ее интенсивности.
Увеличение концентрации эритроцитов
обуславливает большее
Подытожим вышесказанное.
Основные изменения в
крови при кратковременной
(с максимальной длительностью до 2 минут)
Увеличивается содержание некоторых
гормонов (адреналина, норадреналина).
Увеличивается содержание сахара.
Основные изменения в крови при интенсивной работе с максимальной длительностью от 2 до 10 минут
Увеличивается содержание некоторых
гормонов (адреналина, норадреналина,
некоторых гормонов гипофиза и коркового
вещества надпочечников).
Существенно увеличивается содержание
недоокисленных продуктов распада (молочной
и других кислот).
Кислотно-щелочное равновесие крови
(pH) существенно смещается в кислую сторону.
Основные изменения в крови при интенсивной работе с максимальной длительностью от 10 до 40 минут
Увеличивается содержание адреналина,
норадреналина, некоторых гормонов
гипофиза и коркового вещества надпочечников,
инсулина. Снижается содержание некоторых
гормонов гипофиза и половых гормонов.
Увеличивается содержание недоокисленных
продуктов распада (молочной и других
кислот). Это увеличение тем больше, чем
меньше длительность и больше интенсивность
работы.
Кислотно-щелочное равновесие крови (pH)
смещается в кислую сторону. Смещение pH тем больше, чем меньше длительность и
больше интенсивность работы.
Снижается уровень сахара и увеличивается
содержание жиров, которые выходят из
печени.
Часть плазмы уходит из сосудистого русла
в межтканевую жидкость, в результате
чего увеличивается концентрация форменных
элементов крови и, соответственно, ее
способность переносить кислород. По этой
же причине увеличивается вязкость крови.
Примерно после 30-ой минуты работы в кровь
выходит дополнительное количество эритроцитов,
лейкоцитов и тромбоцитов из мест их резервного
хранения.
Снижение содержания половых гормонов во время достаточно интенсивной и длительной мышечной деятельности является физиологически нормальной реакцией и не приводит к каким-либо отрицательным побочным эффектам. Единственное, что можно наблюдать - временное снижения полового влечения в результате физического утомления.
Основные изменения в крови в конце интенсивной работы длительностью до нескольких часов (марафонский бег)
Существенно снижается способность
желез внутренней секреции продуцировать
гормоны. Уровень гормонов в крови
падает, что является одним из факторов
прекращения работы.
Существенно снижается уровень сахара,
жиров. Организм начинает использовать
в качестве источника энергии белки (прежде
всего - иммунные). Содержание иммунных
белков в крови существенно снижается.
Для предотвращения обмороков вследствие
голодания мозга во время соревнований
на сверхдлинные дистанции спортсменам
обязательно дают питательные смеси.
В кровь выходит дополнительное количество
эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов
из мест их резервного хранения и из органов
кроветворения. Количество лейкоцитов
может увеличиваться в 10 раз и более по
сравнению с уровнем покоя в основном
за счет незрелых недавно образовавшихся
клеток.
Часть плазмы уходит из сосудистого русла
в межтканевую жидкость - увеличивается
концентрация форменных элементов и вязкость
крови.
Большое количество жидкой части плазмы
теряется вместе с потом. Может наблюдаться
даже обезвоживание организма.
Поэтому во время соревнований на сверхдлинные
дистанции спортсменам обязательно дают
пить.
Изменения при работе с максимальной длительностью от 40 минут до 2 часов, не описанные здесь, схожи с изменениями при работе, которая может продолжаться до нескольких часов.
Основные изменения в системе крови под влиянием многолетних систематических тренировок
В результате многолетних регулярных
занятий физическими
Тренировки в зоне максимальной мощности (максимально интенсивная работа в течение нескольких секунд) практически не влияют на картину крови.
Под влиянием тренировок в
зоне субмаксимальной мощности (работа с максимальной
длительностью от 1 до 3-4 минут)
Увеличивается способность крови противостоять
закислению. Это достигается путем увеличения
резерва щелочей крови.
Одновременно увеличивается способность
организма функционировать в условиях
сильного закисления крови.
Если в покое pH (показатель кислотности-щелочности) крови равен
7.36 для артериальной крови и 7.34 для венозной
крови (то есть кровь имеет слабощелочную
реакцию), то при работе субмаксимальной
мощности у высококвалифицированных спортсменов
этот показатель может снижаться до 7.0
и даже до 6.9. То есть реакция крови может
становиться нейтральной или даже кислой.
Если такую кровь ввести здоровому нетренированному
человеку, это неизбежно вызовет денатурацию
белков и, как следствие, смерть организма.
Под влиянием тренировок в
зоне большой и умеренной мощности (
Увеличивается содержание эритроцитов
в крови даже в состоянии покоя. Это повышает
способность крови переносить кислород.
Если у нетренированного человека в состоянии покоя количество эритроцитов равно 4-5 миллионов в 1 мм3 крови, то у высококвалифицированных бегунов на длинные и сверхдлинные дистанции на пике спортивной формы эта величинаможет превышать 6 миллионов в 1 мм3 крови.
В покое несколько увеличивается содержание лимфоцитов.
Список литературы
- Биохимия: Учебник для институтов физической культуры /Под ред. Яковлева Н.Н. - М.: Физкультура и спорт, 1974. - 344 с.
- Иваницкий М.Ф. Анатомия человека (с основами динамической и спортивной морфологии): учебник для институтов физической культуры /Под ред. Никитюка Б.А., Гладышевой А.А., Судзиловского Ф.В. - М.: Физкультура и спорт, 1985. - 544 с.
- Физиология мышечной деятельности: Учебник для институтов физической культуры /Под ред. Коца Я.М. - М.: Физкультура и спорт, 1982. - 347 с

- Роль форм коммуникаций в современном обществе
- Роль, формы и функции контроля в условиях рыночной экономики
- Роль фотосинтеза в природе
- Роль фразеологизмов как стилистического средства
- Роль фразеологізмів у мовленні
- Роль ФРГ, Франции, Италии, Великобритании в западноевропейском хозяйственном комплексе
- Роль ФСБ РФ в государственной системе обеспечения безопасности: нормативно-правовые основы деятельности, предназначение, структура
- Роль флота в развитии военно-морского искусства во Второй мировой войне (1939 – 1945 гг.) и первом послевоенном десятилетии (1945 – 1955 гг.)
- Роль флота в развитии военно-морского искусства во Второй мировой войне (1939 – 1945 гг.) и первом послевоенном десятилетии (1945 – 1955 гг.)
- Роль ФНС РФ в системе налогового администрирования
- Роль фольклора на современном этапе развития
- Роль фондових бірж на фінансовому ринку
- Роль фондового рынка в развитии современной экономики
- Роль формальных и неформальных структур в организационном поведении персонала