Склад і функції крові: плазма і формені елементи

Кров — це рідка тканина внутрішнього середовища організму. Вона рухається судинами й поєднує всі органи в одну систему. В організмі дорослої людини міститься близько 5 л крові, що становить приблизно 7 % маси тіла. Кров виконує кілька життєво важливих функцій.

• Транспортна функція: дихальна — переносить кисень (O₂) від легень до тканин і вуглекислий газ (CO₂) від тканин до легень; поживна — доставляє глюкозу, амінокислоти й інші поживні речовини; видільна — виносить сечовину та інші продукти обміну до нирок; регуляторна — переносить гормони від ендокринних залоз до органів-мішеней.

• Захисна функція: фагоцитоз (поглинання мікробів клітинами крові), утворення антитіл, зсідання крові (запобігає крововтраті).

• Терморегуляторна функція: перенесення тепла від внутрішніх органів до шкіри, де воно розсіюється.

• Підтримання сталості внутрішнього середовища (гомеостазу): кров бере участь у регуляції pH, осмотичного тиску й температури тіла.

Склад крові

Кров складається з рідкої частини — плазми (близько 55 % об’єму) — і формених елементів (близько 45 % об’єму). Якщо взяти пробірку з кров’ю, додати речовину, що запобігає зсіданню, і дати їй відстоятися, то формені елементи осядуть на дно, а зверху залишиться прозора жовтувата рідина — плазма.

Плазма крові

Плазма — це рідка міжклітинна речовина крові. Її склад:

Формені елементи крові

Формені елементи становлять близько 45 % об’єму крові. Їх поділяють на три групи: еритроцити (червоні кров’яні клітини), лейкоцити (білі кров’яні клітини) і тромбоцити (кров’яні пластинки). Кожен із цих типів має особливу будову й виконує специфічні функції, які ми розглянемо далі.

Еритроцити — найчисленніші клітини крові. В організмі людини їх близько $4,5-5,5$ млн у кожному мікролітрі крові. Вони живуть приблизно 120 діб, після чого руйнуються в селезінці та печінці. Нові еритроцити утворюються в червоному кістковому мозку.

Будова еритроцита людини

• Зрілий еритроцит людини не має ядра. Це відрізняє його від еритроцитів інших хребетних (жаби, птахів, риб), у яких ядро зберігається.

• Він не має мітохондрій та інших органел — енергію отримує шляхом анаеробного гліколізу.

• Форма — двоввігнутий диск (нагадує круглу облатку) діаметром 7–8 мкм. Така форма збільшує площу поверхні для газообміну.

• Відсутність ядра й органел залишає більше внутрішнього простору для гемоглобіну — білка, що переносить гази.

• Еритроцити дуже еластичні й здатні проходити крізь капіляри, діаметр яких менший за їхній власний.

Гемоглобін і перенесення газів

Гемоглобін — це складний білок, до складу якого входить гем — небілкова частина з іоном заліза (Fe²⁺). Саме залізо надає крові червоного кольору й здатне оборотно приєднувати кисень.

У легенях, де парціальний тиск кисню високий, гемоглобін приєднує O₂, утворюючи оксигемоглобін. У тканинах, де кисню мало, оксигемоглобін розпадається, віддаючи O₂ клітинам. Частина вуглекислого газу з тканин зв’язується з гемоглобіном (карбгемоглобін), але близько 80 % CO₂ переноситься плазмою у вигляді гідрогенкарбонат-іонів (HCO₃⁻).

Чадний газ (CO) утворює з гемоглобіном карбоксигемоглобін — сполуку в 200–300 разів стійкішу за оксигемоглобін. Тому навіть невелика концентрація CO в повітрі (0,1 %) блокує значну частину гемоглобіну, і людина задихається, хоча кисню в повітрі достатньо. Перша допомога при отруєнні чадним газом — негайно вивести потерпілого на свіже повітря.

Як розрізнити еритроцити на рисунку

На мазку крові людини еритроцити мають вигляд дрібних круглих клітин без ядра, у центрі вони світліші (через двоввігнуту форму). Еритроцити жаби — більші, овальні й мають ядро. Без’ядерні еритроцити характерні лише для ссавців. На рисунку еритроцити людини легко відрізнити від лейкоцитів (вони більші, мають ядро) і тромбоцитів (дрібніші, без ядра, часто у вигляді фрагментів).

Лейкоцити (білі кров’яні клітини) — безбарвні клітини, що мають ядро. Вони більші за еритроцити, але їх у крові значно менше: у нормі $4-9$ тисяч у мікролітрі. Лейкоцити здатні до амебоподібного руху — вони виходять крізь стінки капілярів у тканини й мігрують до місць запалення. Гній, що утворюється в рані, — це скупчення загиблих лейкоцитів, бактерій і решток зруйнованих клітин.

Види лейкоцитів та їхні функції

Відкриття фагоцитозу І. І. Мечниковим

Фагоцитоз — процес активного поглинання й перетравлення клітиною твердих частинок (бактерій, решток клітин). Це явище відкрив український учений Ілля Ілліч Мечников (народився на Харківщині, працював в Одесі). 1882 року він спостерігав, як рухливі клітини личинки морської зірки оточують і поглинають уведену в неї скалку. Мечников створив фагоцитарну (клітинну) теорію імунітету, за яку 1908 року отримав Нобелівську премію разом із Паулем Ерліхом.

Тромбоцити (кров’яні пластинки)

Тромбоцити — дрібні без’ядерні фрагменти цитоплазми, що відокремилися від великих клітин червоного кісткового мозку (мегакаріоцитів). Вони живуть лише кілька діб. У місці поранення тромбоцити прилипають до ушкодженої стінки судини й одне до одного, закупорюючи дрібні судини. Крім того, вони вивільняють речовини, що запускають каскад зсідання крові.

Логічні пари «клітина крові → функція»

Зсідання крові (гемостаз) — захисна реакція організму, що зупиняє кровотечу з дрібних судин. У цьому процесі беруть участь тромбоцити, білки плазми (протромбін і фібриноген) та іони кальцію (Ca²⁺). Схему зсідання можна подати як три послідовні етапи.

Етапи зсідання крові

1. Ушкодження стінки судини → руйнування тромбоцитів і клітин ушкодженої тканини → вивільнення тромбопластину.

2. Тромбопластин за участі іонів Ca²⁺ перетворює неактивний білок плазми протромбін на активний фермент тромбін. Протромбін синтезує печінка, для чого потрібен вітамін K.

3. Тромбін перетворює розчинний білок плазми фібриноген на нерозчинний фібрин. Нитки фібрину утворюють сітку, у якій застрягають формені елементи крові, — формується згусток (тромб), що закупорює рану.

Рідина, що залишається після зсідання, називається сироваткою. Сироватка — це плазма, з якої вилучено фібриноген (він перейшов у нерозчинний фібрин).

Чому кров не зсідається в судинах?

У здорових судинах зсіданню запобігають природні антикоагулянти, зокрема гепарин (виділяють базофіли й опасисті клітини). Крім того, ендотелій судин виробляє речовини, що гальмують активацію тромбоцитів. Без іонів Ca²⁺ кров не зсідається взагалі — тому до донорської крові додають цитрат натрію, який зв’язує Ca²⁺. Медична п’явка виділяє гірудин — речовину, що теж блокує зсідання.

Схема для запам’ятовування

Протромбін → тромбін (під дією тромбопластину й Ca²⁺)

Фібриноген → фібрин (під дією тромбіну)

Порушення зсідання крові (гемофілія — спадкова нестача факторів зсідання; тромбоцитопенія — нестача тромбоцитів) докладно розглядаються в уроці про аналіз крові.

Приклад 1. Перелік ознак еритроцитів

Завдання: Із шести пронумерованих ознак вибери ті, що характеризують еритроцити людини:

1. не мають ядра

2. здатні до фагоцитозу

3. містять гемоглобін

4. мають форму двоввігнутого диска

5. утворюють нитки фібрину

6. рухаються амебоподібно

Варіанти відповіді: А 1, 3, 4; Б 1, 3, 5; В 2, 4, 6; Г 2, 5, 6.

Розв’язання: Позначмо кожну ознаку окремо. Еритроцити людини справді не мають ядра (1 — так). Вони не здатні до фагоцитозу (2 — ні), фагоцитоз — функція лейкоцитів. Еритроцити містять гемоглобін (3 — так). Вони мають форму двоввігнутого диска (4 — так). Нитки фібрину утворюються з фібриногену під час зсідання — це не ознака еритроцитів (5 — ні). Амебоподібно рухаються лейкоцити, а не еритроцити (6 — ні). Отже, правильні номери: 1, 3, 4 — варіант А.

Чому інші варіанти неправильні: Б (1, 3, 5) — ознака 5 (утворюють нитки фібрину) стосується фібриногену/фібрину, а не еритроцитів. В (2, 4, 6) — ознаки 2 і 6 описують лейкоцити. Г (2, 5, 6) — жодна з цих ознак не належить еритроцитам.

Приклад 2. Логічні пари «клітина крові → функція»

Завдання: Установи відповідність між клітиною крові (1–4) та її функцією (А–Д).

Розв’язання: Еритроцит переносить гази (1 → А). Нейтрофіл — фагоцит, поглинає бактерії (2 → Б). Лімфоцит забезпечує специфічний імунітет (3 → В). Тромбоцит бере участь у зсіданні (4 → Г). Варіант Д (синтез фібриногену) — зайвий, оскільки фібриноген синтезує печінка, а не клітини крові.

Приклад 3. Речовина, що перетворює фібриноген на фібрин

Завдання: Яка речовина безпосередньо перетворює розчинний фібриноген на нерозчинний фібрин?

Варіанти: А тромбопластин; Б іони Ca²⁺; В тромбін; Г протромбін.

Розв’язання: Ключ — В (тромбін). Саме тромбін — активний фермент, що розщеплює фібриноген до фібрину. Тромбопластин (А) діє на попередньому етапі — перетворює протромбін на тромбін. Іони Ca²⁺ (Б) потрібні для утворення тромбіну, але не діють безпосередньо на фібриноген. Протромбін (Г) — неактивна форма, з якої утворюється тромбін.

Приклад 4. Розпізнавання мазків крові

Завдання: На рисунку показано два мазки крові. У мазку 1 — великі овальні клітини з ядрами. У мазку 2 — численні дрібні круглі клітини без ядер і поодинокі більші клітини з ядром. Яке твердження правильне?

Варіанти: А Мазок 1 — кров людини; Б Мазок 2 — кров людини, клітини з ядром у ньому — лейкоцити; В Клітини з ядром у мазку 2 — тромбоцити; Г У мазку 1 немає еритроцитів.

Розв’язання: Ключ — Б. Еритроцити людини без’ядерні, дрібні, круглі — саме такі переважають у мазку 2. Клітини з ядром у цьому мазку — лейкоцити. Мазок 1 — кров жаби (еритроцити з ядром, овальні). Варіант А неправильний, бо в людини еритроцити без ядра. Варіант В неправильний, бо тромбоцити дрібніші й без ядра. Варіант Г неправильний, бо в мазку 1 якраз багато еритроцитів (з ядром).

• Вважають, що зрілі еритроцити людини мають ядро. Насправді ядро є в еритроцитах жаби, птахів і риб, а в людини (і всіх ссавців) зрілий еритроцит ядра не має — це дає більше місця для гемоглобіну.

• Плутають плазму й сироватку. Сироватка — це плазма, з якої вилучено фібриноген (він перетворився на фібрин під час зсідання). Плазма містить фібриноген, сироватка — ні.

• Приписують фагоцитоз еритроцитам чи тромбоцитам. Фагоцитоз — функція лише певних лейкоцитів (нейтрофілів, макрофагів). Також плутають, хто відкрив фагоцитоз: це зробив І. І. Мечников, а не І. П. Павлов.

• Порушують послідовність зсідання. Спершу тромбопластин і Ca²⁺ утворюють тромбін із протромбіну, і лише потім тромбін перетворює фібриноген на фібрин. Не можна «перестрибнути» етап утворення тромбіну.

• Вважають, що в здорових судинах циркулює фібрин. Насправді в плазмі є розчинний фібриноген, а нерозчинний фібрин з’являється лише під час зсідання крові.

• Вважають оксигемоглобін стійкою сполукою. Оксигемоглобін (Hb + O₂) — нестійкий і легко віддає кисень у тканинах. Стійкою сполукою є карбоксигемоглобін (Hb + CO), що утворюється при отруєнні чадним газом.

Тема 4.4 програми НМТ з біології (внутрішнє середовище організму, кров) вимагає візуально розпізнавати формені елементи крові на рисунках, пов’язувати їхню будову з функціями, знати фази й фактори зсідання та складати схеми зсідання крові.

Формати завдань

• Завдання № 19 у демоваріанті НМТ-2026 — вибір однієї відповіді з чотирьох (А–Г), 1 бал. Підтип «перелік ознак»: із шести пронумерованих ознак треба вибрати рядок, що містить три правильні номери. Наприклад, ознаки еритроцитів, лейкоцитів або тромбоцитів.

• Завдання 25–28 — логічні пари (1–4 → А–Д), одна буква зайва. По 1 балу за кожну правильну пару, до 4 балів. Для цієї теми зручно тренувати пари «клітина крові → функція» та «речовина → роль у зсіданні».

Стратегія виконання

• Для «переліку ознак»: познач кожну з шести ознак окремо як «так» чи «ні» й лише потім шукай рядок, де всі три номери — «так». Не намагайся вгадати рядок одразу.

• Для логічних пар: спершу визнач функцію кожної клітини (або роль кожної речовини), потім шукай відповідний варіант. Зайва буква — це завжди та функція, яку не виконує жодна із запропонованих клітин (наприклад, синтез фібриногену печінкою).

• Довідкових матеріалів на НМТ з біології немає — усі факти треба знати напам’ять.

• Кров складається з плазми (близько 55 %) і формених елементів (близько 45 %).

• Плазма містить воду (90–92 %), білки (альбуміни, глобуліни, фібриноген), мінеральні солі (≈ 0,9 %), глюкозу (≈ 0,1 %), жири, гормони, сечовину.

• Еритроцити людини не мають ядра, мають форму двоввігнутого диска, містять гемоглобін. Переносять O₂ і CO₂.

• Гемоглобін у легенях утворює нестійкий оксигемоглобін (Hb + O₂), у тканинах віддає O₂. З CO₂ утворює карбгемоглобін. Чадний газ (CO) утворює стійкий карбоксигемоглобін — блокує перенесення кисню.

• Лейкоцити мають ядро: нейтрофіли й макрофаги — фагоцити; лімфоцити — специфічний імунітет; еозинофіли — алергія й захист від паразитів. Фагоцитоз відкрив І. І. Мечников.

• Тромбоцити — без’ядерні фрагменти клітин кісткового мозку; запускають зсідання крові.

• Зсідання: протромбін → тромбін (під дією тромбопластину й Ca²⁺); фібриноген → фібрин (під дією тромбіну). Фібрин утворює сітку — тромб.

• Сироватка — плазма без фібриногену (залишається після зсідання).