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: 1108 | Нарушение авторских прав