АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология
|
Физико-химические свойства крови и плазмы
Количество крови, ее вязкость и гематокрит. На долю крови у взрослого человека приходится 6—8% массы тела, что соответствует приблизительно 4,5—6,0 л (при средней массе 70 кг). У детей и у спортсменов объем крови в 1,5—2,0 раза больше. У новорожденных он составляет 15% массы тела, у детей 1-го года жизни — 11 %. У человека в условиях физиологического покоя не вся кровь активно циркулирует по сердечно-сосудистой системе. Часть ее находится в кровяныхдепо — венулах и венах печени, селезенки, легких, кожи, скорость кровотока в которых значительно снижена. Общее количество крови в организме сохраняется на относительно постоянном уровне. Быстрая потеря 30—50% крови может привести организм к гибели. В этих случаях необходимо срочное переливание препаратов крови или кровезамещающих растворов.
Вязкость крови обусловлена наличием в ней белков и клеток, прежде всего эритроцитов. Если вязкость воды принять за 1, то вязкость цельной крови здорового человека составит около 4,5 (3,5—5,4), а плазмы — около 2,2 (1,9—2,6). Относительная плотность крови зависит в основном от количества эритроцитов и содержания белков в плазме. У здорового взрослого человека относительная плотность цельной крови составляет 1,050—1,060 кг/л, эритроцитарной массы — 1,080- 1,090 кг/л, плазмы крови - 1,029-1,034 кг/л. У мужчин удельный вес крови несколько больше, чем у женщин. А самая высокая относительная плотность цельной крови (1,060— 1,080 кг/л) у новорожденных. Эти различия объясняются разницей в количестве эритроцитов в крови людей разного пола и возраста
Гематокрит — часть объема крови, приходящаяся на долю форменных элементов, прежде всего эритроцитов. В норме показатель гематокрита циркулирующей крови взрослого человека составляет в среднем 40—45% (у мужчин — 40—49%, у женщин — 36—42%). У новорожденных гематокрит приблизительно на 10% выше, а у маленьких детей — примерно на столько же ниже, чем у взрослого человека.
Состав и свойства плазмы крови. Плазма — жидкая часть крови, остающаяся после удаления из нее форменных элементов. Плазма крови является достаточно сложной биологической средой, находящейся в тесной связи с тканевой жидкостью организма. Объем плазмы от всей крови составляет в среднем 55—60% (у мужчин — 51-64%, у женщин — 58— 64%). В ее состав входят вода и сухой остаток из органических и неорганических веществ.
Белки плазмы крови представляют собой смесь множества отдельных белков: альбуминов; а-, Р-, углобулинов; фибриногена и др. Содержание белков в плазме крови составляет 60—85 г/л. Белки плазмы крови выполняют ряд важных функций: питательную (источник аминокислот), транспортную (для липидов, гормонов, металлов), иммунную (у-глобулины — главная составная часть гуморального звена иммунитета), ге- мостатическую (участвуют в остановке кровотечения при повреждении стенки сосуда), буферную (поддержание рН крови), регуляторную. Белки обеспечивают также вязкость плазмы и онкотическое давление (25—30 мм рт.ст.).
В зависимости от выполняемых функций белки классифицируют на три большие группы. К 1 -й группе относятся белки, обеспечивающие поддержание должной величины онкотиче- ского давления (альбумины определяют его величину на 80%) и выполняющие транспортную функцию (а-, р-глобулины, альбумины). Во 2-ю группу входят защитные белки против чужеродных веществ, микро- и макроорганизмов (у-глобулины и др.). В 3-ю группу входят белки, регулирующие агрегатное состояние крови: ингибиторы свертывания крови — антитромбин III; факторы свертывания крови — фибриноген, протромбин; фибринолитические белки — плазминоген и др.
Другие органические вещества плазмы крови просто переносятся ею и в физиологических концентрациях мало влияют на ее свойства. В эту неоднородную группу входят питательные вещества (глюкоза, аминокислоты, липиды)и продукты промежуточного метаболизма (молочная и пировиноград- ная кислоты), биологически активные вещества (витамины, гормоны, цитокины) и конечные продукты обмена белков и нуклеиновых кислот (мочевина, мочевая кислота, креатинин, билирубин, аммиак).
Неорганические вещества плазмы крови составляют около 1 % и представлены минеральными солями (катионами Na+ К+ Са2+ Mg2* анионами СГ НРО|~ HCOJ), а также микроэлементами (Fe, Си, Со, J, F), связанными на 90% и более с органическими веществами плазмы. Минеральные соли создают осмотическое давление крови, рН, участвуют в процессе свертывания крови, влияют на ее важнейшие функции. В этом смысле минеральные соли наряду с белками можно считать функциональными элементами плазмы. К последним также относят растворимые в плазме молекулы газов С>2 и СС>2, напряжение которых относится к жестким константам гомеостаза.
Осмотическое и онкотическое давление плазмы крови. Среди разнообразных показателей внутренней среды организма осмотическое и онкотическое давление занимают одно из главных мест. Они являются жесткими гомеостатическими константами внутренней среды и их отклонение (повышение или понижение) опасно для жизнедеятельности организма.
Осмотическое давление. Представляет собой силу, определяющую движение растворителя (воды) через полупроницаемую мембрану (клеточную мембрану) из менее в более концентрированный раствор. Его величина обусловлена концентрацией осмотически активных веществ (электролитов, неэлектролитов, белков), растворенных в плазме крови, и регулирует транспорт воды из внеклеточной жидкости в клетки и наоборот. Осмотическое давление плазмы крови в норме составляет 290±10 мосмоль/кг (в среднем равно 7,3 атм., или 5600 мм рт.ст., или 745 кПа). Около 80% величины осмотического давления плазмы крови обусловлено натрия хлоридом, который полностью ионизирован. Растворы, осмотическое давление которых такое же, как плазмы крови, называются изотоническими, или изоосмическими. К ним относят 0,85— 0,90% раствор натрия хлорида и 5,5% раствор глюкозы. Растворы с меньшим осмотическим давлением, чем у плазмы крови, называются гипотоническими, а с большим — гипертоническими.
Осмотическое давление крови, лимфы, тканевой и внутриклеточной жидкостей приблизительно одинаково и отличается достаточным постоянством. Это необходимо для обеспечения нормальной жизнедеятельности клеток.
Онкотическое давление. Представляет собой часть осмотического давления крови, создаваемую белками плазмы. Его величина колеблется в пределах 25—30 мм рт.ст. (3,33— 3,99 кПа) и на 80% определяется альбуминами вследствие их малых размеров и наибольшего содержания в плазме крови. Онкотическое давление играет важную роль в регуляции обмена воды в организме, а именно в ее удержании в кровеносном сосудистом русле. Онкотическое давление влияет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи, всасывание воды из кишечника. При понижении онкотического давления плазмы (например, при болезнях печени, когда снижено образование альбуминов, или болезнях почек, когда повышено выделение белков с мочой) развиваются отеки, так как вода плохо удерживается в сосудах и переходит в ткани.
Гемолиз и его виды. Гемолиз — разрушение мембран эритроцитов с выходом гемоглобина в окружающую эритроциты среду. Гемолиз может происходить как в сосудах, так и вне организма. Различают следующие виды гемолиза: осмотический, механический, термический, химический, биологический.
Осмотический гемолиз происходит в гипотонических растворах. Под действием осмотических сил вода поступает из гипотонического раствора внутрь эритроцитов. Они набухают, мембрана их сначала растягивается, а затем разрушается. При этом раствор, содержащий кровь, становится прозрачным и приобретает ярко-красный цвет («лаковая кровь»), Осмотический гемолиз эритроцитов здорового человека начинается в 0,46—0,48% растворах натрия хлорида и полностью завершается (разрушаются все эритроциты и образуется «лаковая кровь») в 0,32—0,34% растворах натрия хлорида.
Механический гемолиз возникает при механическом повреждении мембран эритроцитов (например, при сильном встряхивании пробирки с кровью или прохождении крови через механический клапан сердца).
Термический гемолиз возникает при воздействии на кровь высоких либо низких температур и встречается редко.
Химический или биологический гемолиз возникает при разрушении мембран эритроцитов различными химическими веществами (соответственно кислотами и щелочами либо в результате агглютинации эритроцитов или действия ядов насекомых и пресмыкающихся).
Физиологический гемолиз — это процесс, постоянно протекающий в организме, в результате которого в селезенке происходит захват из кровотока и разрушение «старых» эритроцитов макрофагами. Поэтому гемоглобин в плазме циркулирующей крови отсутствует (или обнаруживаются его минимальные количества — следы). При укусах пчел, ядовитых змей, переливании несовместимой в групповом отношении крови, малярии, очень больших физических нагрузках может происходить гемолиз эритроцитов в разных участках сосудистого русла. Это сопровождается появлением гемоглобина в плазме циркулирующей крови (гемоглобинемия) и выделением его с мочой (гемоглобинурия).
Реакция среды. Реакция среды (рН) определяется концентрацией в ней ионов водорода (Н+). Последние существенно влияют на степень ионизации белковых молекул и реализацию их функций: активность ферментов, процессы синтеза и расщепления органических веществ, чувствительность клеточных рецепторов. В основе современных представлений о механизмах формирования реакции среды лежит протолитическая теория, согласно которой кислотами считают вещества, освобождающие в процессе диссоциации протоны Н+, а основаниями — вещества, связывающие их. Концентрацию Н+ принято выражать через показатель рН (от англ. power hidrogenium — Напряжение водорода) — отрицательный десятичный логарифм Молярной концентрации Н+ Показатель рН = —log[H+]. Если РН=7, то концентрация Н+ равна Ю-7 моль/л и соответствует нейтральному раствору чистой воды; рН < 7 наблюдается в кислых растворах, в которых концентрация Н + > Ю-7 моль/л; рН>7 характерен для щелочного раствора, в котором концентрация Н+< 10-7 моль/л.
Интегральным показателем реакции внутренней среды организма является рН плазмы крови. Физиологические колебания рН артериальной крови составляют 7,35—7,45. Величина рН является жизненно важным и жестким гомеостатическим показателем. Сдвиг рН крови лишь на 0,1 за указанные границы сопряжен с нарушением функций кардиореспираторной системы, на 0,3 — с изменением состояния центральной нервной системы (угнетение ее функций или перевозбуждение), а на 0,4 — как правило, несовместим с жизнью.
Уменьшение показателя рН крови ниже 7,35 рассматривается как ацидоз (закисление крови), а увеличение более 7,45 - как алкалоз (защелачивание крови). Основным источником протонов Н+ в организме является угольная кислота (Н2СОз), которая образуется при гидратации углекислого газа (С02). Углекислый газ вырабатывается в клетках (как конечный продукт метаболизма питательных веществ) со скоростью 10— 15 ммоль/мин. Гидратация углекислого газа приводит к образованию 13 000—25 000 ммоль Н2С03 в сутки, которая, диссоциируя, продуцирует протоны (Н +). Кроме того, в процессе метаболизма различных аминокислот и фосфолипидов образуются фосфорная, серная, соляная и другие кислоты — до 100 ммоль/сут.
При усиленном потреблении белковой пищи в организме дополнительно создаются условия для попадания в кровь кислых соединений. И наоборот, при преимущественно растительной диете увеличивается поступление в кровоток оснований. Однако реакция крови остается достаточно постоянной, а отмечающиеся колебания рН крайне незначительны и кратковременны.
Поддержание постоянства рН (изогидрии) обеспечивается физико-химическими и физиологическими механизмами регуляции (рис. 8.1). К первым относят буферные системы (растворы). Буферный раствор — это смесь (в определенных соотношениях) слабой кислоты и сопряженного с ней основания. Буферные системы находятся во всех жизненных средах организма и функционируют во взаимосвязи и взаимодействии. Основным свойством буферных систем является
[НСО,-]
-log [H-] = pH = pK + log1R-5^-r А Кровь
Медленная регуляция (часы-сутки)
Рис. 8.1. Схема механизмов, регулирующих рН крови: А — основные физико-химические; Б - физиологические
|
Мгновенная регуляция
| способность противодействовать изменению рН при добавлении к ним в небольших количествах сильных кислот или оснований. Они являются первой линией защиты организма от сдвигов рН, так как срабатывают почти мгновенно, пред- °твращая значительные изменения концентрации Н+ (Рис. 8.1). К основным буферным системам крови относятся: гидрокарбонатная - [Н2С03] / [НСО3 ] = 1/20; фосфатная - [Н2Р04]/[НРО|-] =1/4; белковая (в плазме); гемоглоби новая (в эритроцитах). В тканевой жидкости, ликворе, лимфе главной буферной системой является гидрокарбонатная, а во внутриклеточной жидкости — фосфатная и белковая системы.
Действие буферных систем ограничивается величиной их емкости, определяемой количеством эквивалентов сильной кислоты или основания, которые необходимо добавить для изменения рН буфера на единицу (при этом буферная система уже не существует). Исчерпанию резервов буферных систем препятствуют физиологические механизмы регуляции, эффекторами в которых являются органы дыхания, почки, желудочно-кишечный тракт и потовые железы.
Дыхательные механизмы регуляции рН крови являются мощной линией защиты организма от нарушений кислотно-основного состояния за счет быстроты их реализации и активного участия в поддержании должной емкости гидрокарбонатной буферной системы через удаление углекислого газа и регуляцию уровня Н2СО3. Однако дыхательные механизмы регуляции обеспечивают восстановление сдвигов рН при избытке кислот лишь на 50—75% и оказываются несостоятельными при наличии избытка оснований в организме.
Почечные механизмы регуляции рН крови представляют собой третью линию защиты организма от нарушений кислотно-основного состояния. Они осуществляются за счет способности почек экскретировать кислую или щелочную мочу (до 500 ммоль/сут кислот или оснований при колебаниях рН мочи от 4,5 до 8,0) и регулировать уровень гидрокарбонатов в крови. Для восстановления нормальных значений рН с участием почечных механизмов требуется продолжительное время — от нескольких часов до нескольких суток. Их главная ценность заключается в возможности удаления из организма избытка нелетучих (не удаляемых через легкие) кислот либо оснований.
Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 1081 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 |
|