Физико-химические свойства крови

Осмотическое давление — 7,6 — 8,1 атм. Оно создается в основном солями, находящимися в диссоциированном состоянии. Осмотическое давление имеет существенное значение в поддержании концентрации различных веществ, растворенных в жидкостях организма, и определяет распределение воды между кровью, клетками и тканями.

По величине осмотического давления в сравнении с осмотическим давлением крови различают растворы изотонические, гипотонические и гипертонические.

Изотонический раствор — это раствор, осмотическое давление которого равно осмотическому давлению крови (например, 0,85% раствор NaCl). Эритроциты, помещенные в такой раствор, не изменяются, так как осмотическое давление в них и в растворе одинаково. Данный раствор получил название — физиологический. Его используют в качестве кровезамещающего раствора, растворителя для многих лекарственных веществ для парентерального введения. Свыше 60% осмотического давления крови обеспечивается NaCl. А всего за счет неорганических веществ обеспечивается 96% осмотического давления.

Гипотонический раствор — это раствор, осмотическое давление которого ниже осмотического давления крови (например 0,3% раствор NaCI). Эритроциты, помещенные в такой раствор, набухают и лопаются (гемолизируются) в результате перехода воды в клетку, так как осмотическое давление в эритроците выше, чем в растворе.

Гипертонический раствор — это раствор, осмотическое давление которого выше осмотического давления крови (например, 2% раствор NaCI). Эритроциты, помещенные в такой раствор, сморщиваются в результате выхода воды из клетки, так как осмотическое давление в эритроцитах ниже, чем в растворе.

Осмотическое давление у человека довольно постоянное. В нейрогуморальной его регуляции участвуют органы выделения (почки, потовые железы). Изменение осмотического давления воспринимается специальными осморецепторами, расположенными как на периферии (в эндотелии сосудов), так и центрально (в гипоталамусе). В гипоталамусе выделяется антидиуретический гормон, который, влияя на процессы реабсорбции в почечных канальцах, регулирует процесс мочеобразования. Кроме АДГ в регуляции осмотического давления крови принимают участие альдостерон, паратгормон, Nа-уретический гормон сердца. Происходит рефлекторное изменение деятельности выделительных органов, приводящее к удалению или задержке в организме воды или солей, перераспределению ионов между плазмой и эритроцитами, плазмой и тканями. В этих процессах важная роль принадлежит белкам, способным связывать и отдавать ионы (онкотическое давление).

Онкотическое давление. Осмотическое давление, создаваемое белками, называется онкотическим (в силу их способности притягивать Н₂О).

На долю осмотического давления, создаваемого белками, приходится 0,03−0,04 атм., что, примерно, составляет 1/200 всего осмотического давления плазмы.

В силу малой молекулы альбуминов и большого их количества (по сравнению с фибриногеном и глобулинами) более 80% онкотического давления обусловлено именно ими.

Онкотическое давление имеет значение в:

Образовании тканевой жидкости.

Образовании лимфы.

Образовании мочи.

Всасывании Н₂О в кишечнике.

Перераспределении Н₂О между кровью и тканями.

Так как белки имеют большой размер молекул и неспособны поэтому проходить через эндотелий капилляров (остаются в кровотоке), то они удерживают определенное количество воды в крови.

Если перфузировать изолированный орган растворами Рингера или Тироде, то вскоре наступает отек тканей (в результате снижения концентрации белка в крови). Их замена растворами с коллоидными веществами или сывороткой приводит к исчезновению отека.

Вязкость крови: — цельной — 5 (вязкость воды принято за 1,0);

— плазмы — 1,7 — 2,2.

Вязкость крови повышается при дегидратации организма, приводящей к сгущению крови (профузный понос, неукротимая рвота), увеличении в крови форменных элементов (полицитемия, лейкоз), накоплении СО₂, повышенном содержании белков, особенно фибриногена. С повышением вязкости крови повышается гидродинамическое периферическое сопротивление в сосудах, что приводит к затруднению работы сердца и замедлению кровотока.

Вязкость крови зависит от количества эритроцитов (табл.2). С увеличением их количества она возрастает.

Таблица 2. Зависимость вязкости крови от содержания в ней эритроцитов.

Вязкость крови понижается при гидратации организма (прием большого объема воды, задержка воды в организме при заболеваниях почек), анемии, гипопротеинемии, снижении свертываемости крови (под влиянием введенного гепарина). Снижение вязкости крови приводит к ускорению кровотока.

Относительная плотность (удельный вес) крови зависит от содержания в ней белков, солей и эритроцитов. Относительная плотность цельной крови колеблется в довольно узких пределах (1,050 — 1,060), плазмы 1,025 — 1,034, а относительная плотность эритроцитов выше, чем цельной крови и плазмы (1,090).

Реакция крови (кислотно-основное состояние). Активная реакция крови (рН) обусловлена соотношением в ней водородных (Н+) и гидроксильных (ОН^-) ионов. Это один из жестких параметров гомеостаза.

рН артериальной крови — 7,40;

рН венозной крови — 7,35 (в ней больше углекислоты);

рН внутри клеток — 7,0 — 7,2 (кислые продукты обмена веществ).

Крайние пределы рН, которые совместимы с жизнью 7,0 — 7,8. Но длительное смещение рН на 0,1 — 0,2 является опасным и может оказаться гибельным. Отклонение рН прежде всего отражается на активности ферментов, т. к. максимальная активность каждого фермента проявляется при определенной (оптимальной) величине рН (нормальный ход реакции).

Несмотря на то, что в процессе обмена веществ в кровь непрерывно поступает СО₂ (диоксид углерода), молочная кислота и другие кислые компоненты, которые могли бы изменить рН крови, активная реакция (рН) сохраняется постоянной. Это обеспечивается буферными свойствами крови и деятельностью выделительных органов (выделение СО₂ легкими, выделение кислых и удержание щелочных продуктов почками).

Буферные системы крови. Буферными системами называются растворы, обладающие свойствами достаточно стойко сохранять постоянство концентрации водородных ионов как при добавлении кислот или щелочей, так и при разведении. Они состоят из смеси слабых кислот с солями этих кислот и сильных оснований. Благодаря буферным системам поддерживается активная реакция крови (рН) — важнейший показатель постоянства внутренней среды.

Буферные системы крови:

1.Карбонатная (Н₂СО₃ + NaHCO₃) и (Н₂СО₃ +KНСО₃). Механизм действия карбонатной буферной системы: NaHCO₃ диссоциирует на Na⁺ и НСО₃^-. Поступившие в кровь кислые компоненты взаимодействует с бикарбонатом. Освободившиеся при этом Н⁺ соединяются с НСО₃^-, в результате чего образуется Н₂ СО₃ (участие фермента карбоангидразы) и нейтральная соль. Угольная кислота диссоциирует на Н₂О и СО₂, избыток которых удаляется органами выделения и рН не изменяется.

Поступающие в кровь щелочные компоненты взаимодействуют с Н₂СО₃, в результате чего образуются соль и Н₂О (удаляются органами выделения).

• 2. Фосфатная (NаН₂РО₄ + Nа₂НРО₄). NаН₂РО₄ обладает свойством кислоты и реагирует со щелочными компонентами, а Nа₂НРО₄ — свойствами щелочи и реагирует с кислотными компонентами.
• 3. Белковая. Обусловлена амфотерными свойствами белков плазмы. В кислой среде они ведут себя как основания, в щелочной — как кислоты, связывая в первом случае кислоты, во втором — щелочи.
• 4. Гемоглобиновая (самая мощная). Восстановленный Нb является более слабой кислотой, чем Н₂СО₃ и отдает ей ион К⁺, а сам присоединяет Н⁺ и становится очень слабодиссоциируемой кислотой.

Буферные системы имеются и в тканях (главными являются белковая и фосфатная).

В процессе обмена веществ кислых продуктов образуется больше, чем основных, поэтому существует опасность сдвига рН в кислую сторону. Подсчитано, что в организме человека в день образуется количество кислот (суммарная кислотность НCl, молочной, пировиноградной, угольной и др. кислот), которое эквивалентно 20 — 30 литрам 1,0н НСl. Но, невзирая на это, организм живет и при этом поддерживается постоянная величина рН. Буферные системы крови и тканей обеспечивают большую устойчивость к действию кислот. Так, для сдвига рН:

в щелочную сторону — надо прилить щелочи в 40−70 раз больше, чем к такому же объему воды;

в кислую сторону — надо прилить кислот в 327 раз больше, чем к такому же объему воды.

Щелочные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образуют так называемый щелочной резерв крови. А поскольку в крови существует определенное (довольно постоянное) соотношение между кислотными и щелочными эквивалентами, принято говорить о кислотно-щелочном равновесии крови.

Возможны сдвиги активной реакции крови как в кислую (ацидоз), так и в щелочную (алкалоз) сторону.

По степени выраженности различают ацидоз компенсированный и некомпенсированный.

При компенсированном ацидозе при поступлении кислот в кровь изменения в крови могут ограничиваться лишь уменьшением щелочного резерва без изменений рН. Несмотря на химические и функциональные сдвиги в организме рН поддерживается при действии буферных систем. При истощении щелочного резерва и недостаточности защитных механизмов рН смещается за пределы нормы и развивается некомпенсированный ацидоз.

По происхождению различают:

газовый ацидоз и газовый алкалоз;

негазовый ацидоз и негазовый алкалоз.

Газовый ацидоз (дыхательный) — при увеличении в организме углекислоты. Он может возникать при:

недостаточности функции внешнего дыхания.

недостаточности кровообращения.

вдыхании воздуха (смеси) с повышенной концентрацией углекислоты.

Газовый алкалоз (дыхательный) — при гипервентиляции легких в избытке выделяется СО₂ (горная болезнь, чрезмерное искусственное дыхание).

Негазовый ацидоз (обменный) — при накоплении в организме кислых продуктов. Такое состояние может возникать при:

избыточном образовании кислых продуктов при нарушенном обмене веществ (сахарный диабет, голодание).

нарушении выведения кислых продуктов из организма (нефриты).

потери организмом оснований (профузный понос, свищи кишечника).

избыточном введении в организм минеральных веществ (отравление уксусной кислотой).

Негазовый алкалоз (обменный) — при накоплении в организме щелочных продуктов. Такое состояние может возникать при:

введении в организм большого количества щелочных продуктов (злоупотребление приемом питьевой соды, щелочных вод).

потере большого количества желудочного сока (неукротимая рвота, желудочный свищ).

гиперпродукции глюкокортикоидов или лечение препаратами гормонов коры надпочечников. В этом случае ионы К⁺ в клетках замещаются Н⁺, что приводит к их нарастанию в клетках, но к снижению в крови.