Вести с полей: секреты жидкого органа

Обычно, говоря о роли крови для нашего организма, делают акцент на транспортной функции, однако этот орган (а кровь действительно является органом) также обеспечивает защиту, обмен веществ и информации, терморегуляцию, поддержание гомеостаза и многие другие важные процессы.

Академик Фазоил Иноятович Атауллаханов на XXIV съезде Физиологического Общества имени И. П. Павлова прочел лекцию, посвященную современным пониманиям двух вопросов, связанных с кровью: транспорту веществ с ее помощью, а также механизмам поддержания целостности сосудов. Последний не менее важен, чем первый, поскольку отсутствие повреждений в сосудах необходимо, чтобы кровь эффективно выполняла свои функции.

«Кровь – крайне неудобный орган в нашем организме. Он жидкий и это создает немало проблем. Однако природа ограничивает размер живых существ, если у них нет интенсивного переноса веществ по всему телу. Кровь позволяет снять это ограничение», – так начал свое выступление Фазоил Атауллаханов Далее докладчик кратко напомнил слушателям об основных компонентах крови, которые позволяют ей выполнять свои функции и «путешествовать» по организму с высокой скоростью. Так, около 40% всего объема крови занимают эритроциты – красные кровяные тельца. Второй по важности компонент – плазма, в которой непосредственно находятся все клетки. Кроме эритроцитов здесь есть тромбоциты, обеспечивающие восстановление целостности поврежденных сосудов, а также иммунные клетки.

Эритроциты – главные клетки, осуществляющие транспорт веществ в нашем организме. Если бы их не было, интенсивность переноса кислорода упала бы в сто раз. Перенос газов (кислорода и углекислого газа) эритроцитами возможен благодаря тому, что эти клетки заполнены белком гемоглобином, способным обратимо связывать эти молекулы. Недавние исследования показали, что гемоглобин – далеко не единственный белок эритроцитов. На самом деле их около 300, при этом более половины из них связаны с транспортом, но не кислорода, а различных других веществ. Еще целый ряд белков отвечает за метаболизм липидов, синтез энергии и защиту от окисления.

«Эритроцит некорректно представлять просто как мешок с гемоглобином. В нем есть огромное количество белков, которые обеспечивают поддержание его функций. В частности, они защищают клетку от разрушения от избыточного осмотического давления, поддерживают ее форму и обеспечивают перемещение по самым тонким капиллярам нашего организма», – пояснил докладчик.

Затем Фазоил Иноятович рассказал о системе регуляции объема эритроцита, в основе которой лежит активный транспорт ионов через мембрану. Так, ионные помпы выкачивают из клетки большие количества ионов натрия, взамен которых закачивают некоторое количество калия. Кроме Na+/K+ насосов, есть также Ca²⁺-активируемые К+-каналы, которые выводят избыток поступившего в клетку калия. Сочетание этих двух механизмов делает поддержание объема намного более эффективным, чем, если бы регуляция осуществлялась только с помощью Na⁺— или Na⁺/K⁺-насосов.

В плазме крови также присутствует ряд важных белков: альбумин, фибриноген и факторы свертываемости крови, а также глобулины (белки иммунной системы).

В завершение лекции докладчик обратился к другому вопросу, непосредственно связанному со вторым белком плазмы – фибриногеном. Фазоил Иноятович рассказал о механизме восстановления целостности сосудов при их нарушении: «Система восстановления довольно сложная. И дело не только в том, что у нас в организме есть сосуды самых разных диаметров. Основная проблема связана с тем, что в кровеносной системе возникают огромные перепады давления: оно очень высокое в аорте и минимальное в капиллярах. Поэтому создать систему, которая была бы эффективна для восстановления любых сосудов, крайне сложно».

И все-таки такая система есть в нашем организме. Она основана на быстром переходе крови из жидкого состояния в твердое. Первое, что происходит в ответ на повреждение сосудов, – это сильное сжатие их стенок, которое уменьшает кровопотери. Далее к месту повреждения «прилипают» тромбоциты, и там же начинает формироваться плазменный сгусток из белка фибрина, предшественником которого служит фибриноген. В результате целого каскада белковых превращений формируется тромб. После прекращения кровотечения пробка из фибрина рассасывается.

Текст: Виталина Власова

Съезд организован Физиологическим обществом им. И.П. Павлова и Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН и посвящен 300-летию Российской академии наук и включен в инициативу «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».