Состав и физико-химические свойства плазмы крови. Физико-химические свойства крови и плазмы Относительная плотность крови

Кровь представляет собой суспензию, в которой жидкая фаза - плазма, а частицы - форменные элементы. Как и все другие клетки организма, мембраны эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов по­ляризованы, причем наружная поверхность мембран заряжена поло­жительно по отношению к внутренней. Вокруг клеток крови, как и эндотелиальных клеток, формируется облако отрицательных заря­дов. Благодаря одноименным зарядам клетки крови отталкиваются друг от друга и от стенок кровеносных сосудов. При потере зарядов форменные элементы крови могут склеиваться и слипаться.

Кровь обладает следующими физико-химическими свойства­ми: плотностью, вязкостью, поверхностным натяжением, кис­лотно-щелочным равновесием (рН), коллоидно-осмотическим дав­лением и свертыванием.

Плотность и вязкость крови. Плотность (удельная масса) крови - это масса единицы объема. Плотность цельной крови равна 1,045...1,055. Это означает, что 1 мл крови имеет массу 1,045...1,055 г, а 1 л крови - 1,045.„1,055 кг. Поэтому концентра­цию веществ в крови выражают в граммах, в миллиграммах или молях, содержащихся в 1 л крови. Например, выражение 8 г/л означает, что в 1 л крови содержится 8 г какого-то вещества. До­пускается также расчет концентрации не на 1 л, а на 100 мл кро­ви (г/100 мл или г/%).

Плотность плазмы крови равна 1,025... 1,034, а эритроцитов - 1,090. Большая плотность эритроцитов по сравнению с плазмой объясняется наличием в них железа. Благодаря разной плотности эритроциты и плазму можно разделить при центрифугировании или отстаивании.

Плотность крови зависит от количества в ней эритроцитов, ге­моглобина, белков и солей в плазме. Большое количество липидов в плазме крови снижает ее плотность.

Вязкость крови - это сила внутреннего трения, или сцеп­ления, частиц жидкости. Она в 4...5 раз больше вязкости дистилли­рованной воды, это величина относительной вязкости крови. Чем больше эритроцитов в крови, тем больше вязкость крови. Увели­чивают вязкость крови глобулярные белки, особенно фибриноген. Альбумины в меньшей степени влияют на вязкость.

Интересно, что вязкость крови, движущейся по кровеносным сосудам (in vivo), отличается от вязкости крови, взятой для иссле­дования (in vitro). In vivo вязкость крови зависит от длины и диа­метра сосуда, от скорости кровотока. Например, в крупных сосу­дах, где большая скорость движения крови, форменные элементы перемещаются ближе к оси сосуда, а вблизи стенок течет плазма с меньшей вязкостью. В капиллярах вязкость крови уменьшается, так как форменные элементы могут проходить только по одному, а между ними располагается столбик плазмы. При резком замед­лении тока крови эритроциты могут слипаться и образовывать большие скопления - конгломераты. В этом случае вязкость кро­ви увеличивается.

Чем больше вязкость, тем больше сердцу приходится рабо­тать, чтобы проталкивать кровь по сосудам. Поэтому вязкость крови значительно влияет на гемодинамику и формирование кровяного давления.

Поверхностное натяжение крови. Поверхностное натяжение крови - это сила сцепления или взаимодействия молекул поверх­ностного слоя жидкости, направленная от поверхности внутрь. Поверхностное натяжение крови ниже, чем у воды, за счет при­сутствия в ней поверхностно-активных веществ (ПАВ): низко­молекулярных жирных кислот, желчных кислот, различных аро­матических веществ.

При увеличении в крови ПАВ поверхностное натяжение вна­чале уменьшается, но затем быстро - в течение нескольких ми­нут - восстанавливается до первоначального уровня. Считают, что в этих реакциях участвуют катионы кальция, которые осажда­ют различные органические кислоты, влияющие на поверхност­ное натяжение.

Поддержание постоянства поверхностного натяжения крови важно для нормальной транспортировки веществ между кровью и тканями и для движения крови по сосудам.

Кислотно-щелочное равновесие (КЩР) крови. В крови имеются кислотные и щелочные ионы. Суммарный заряд щелочных ионов больше, чем кислотных, и их соотношение называется кислотно-щелочным равновесием крови. Поэтому реакция крови слабоще-почная и рН составляет 7,35. Показатель концентрации водород­ных ионов (рН) является одним из самых жестких констант орга­низма. Это связано с тем, что любая химическая реакция протека­ет при" оптимальном для нее уровне рН. Всякое изменение рН крови ведет к нарушению сердечной деятельности, дыхания, рабо-

ты мозга, печени и других органов. Сдвиг рН крови на несколько десятых, особенно в кислую сторону, несовместим с жизнью.

Между тем в кровь постоянно поступают различные вещества, способные нарушить рН крови. Они всасываются из пищевари­тельного тракта, реабсорбируются из канальцев почек, образуются в тканях. Среди метаболитов преобладают кислые вещества - уголь­ная и молочная кислоты, кислые фосфаты и сульфаты, желчные кислоты и др. Но, несмотря на непрерывное изменение состава крови, ее рН остается на постоянном уровне. Как это происходит? Регуляция кислотно-щелочного равновесия осуществляется как химическими, так и физиологическими механизмами.

Химические механизмы регуляции протека­ют на молекулярном уровне. К ним относятся буферные системы крови и щелочной резерв. Физиологическая регуля­ция включает сложные нейрогуморальные механизмы, затраги­вающие функции различных систем органов.

Буферные системы крови - это вещества, которые могут взаимо­действовать либо с кислотными, либо с щелочными ионами, по­ступающими в кровь, и нейтрализовывать их. В результате хими­ческих реакций рН крови не изменяется, а уменьшается буферная емкость крови. При этом сами компоненты буферных систем не влияют на активную реакцию крови. Три буферные системы - би-карбонатная, фосфатная и белковая - находятся в плазме крови и одна - гемоглобиновая - в эритроцитах.

Бикарбонатная буферная система состоит из угольной кислоты (Na 2 C0 3) и бикарбонатов натрия и калия (NaHC0 3 и КНС0 3). При попадании в кровь какой-либо кислоты, более сильной, чем угольная, она взаимодействует с бикарбонатами. В результате об­разуются нейтральная соль и угольная кислота. Угольная кислота нестойкая, она разлагается на воду и диоксид углерода; последний выводится через легкие. При появлении в крови избытка щелоч­ных ионов они взаимодействуют с угольной кислотой и реакция крови не изменяется.

Фосфатная буферная система образована первичным (NaHjPO^ и вторичным (Na 2 HP04) фосфатом натрия. Первичный фосфат об­ладает свойствами слабой кислоты, вторичный - слабой щелочи. Емкость этой системы небольшая, но она имеет важное значение в регуляции выделения фосфорных солей почками.

Белковая буферная система плазмы крови выполняет свою функ­цию благодаря тому, что белки являются амфотерными соединени­ями и могут нейтрализовывать как кислоты, так и щелочи.

Гемоглобиновая буферная система находится в эритроцитах. Если буферные свойства крови принять за 100 %, то 75 % при­ходится на гемоглобиновую. Она состоит из оксигемоглобина, т. е. соединения гемоглобина с кислородом, и восстановленного гемоглобина, т. е. освободившегося от кислорода. Механизм рабо­ты гемоглобиновой буферной системы заключается в следующем.

В тканевых капиллярах оксигемоглобин, отдавая кислород, пре­вращается в восстановленный гемоглобин. Это вещество является очень слабой кислотой и существенно не влияет на рН крови. В ле­гочных капиллярах диоксид углерода выводится из крови, и реак­ция крови могла бы измениться в щелочную сторону. Однако этого не происходит, так как образующийся оксигемоглобин обладает кислотными свойствами и предотвращает защелачивание крови.

Таким образом, значение буферных систем заключается в том, что рН крови может довольно долго оставаться на уровне 7,35, несмотря на поступление в кровь кислотных или щелоч­ных компонентов.

Щелочной резерв крови - это сумма всех щелочных веществ кро­ви, главным образом бикарбонатов натрия и калия. Величину ще­лочного резерва крови определяют по количеству диоксида угле­рода, которое может выделиться из бикарбонатов при взаимодей­ствии с кислотой. В среднем щелочной резерв крови составляет 55...60 см 3 . Чем больше щелочной резерв крови, тем лучше она за­щищена от кислых метаболитов. Поэтому у высокопродуктивных молочных коров, у спортивных лошадей с более интенсивным об­меном веществ щелочной резерв крови находится на верхней гра­нице нормы. Для повышения щелочного резерва в некоторых слу­чаях в качестве подкормки жвачным животным дают питьевую соду - бикарбонат натрия, особенно это эффективно при скарм­ливании кислого силоса.

Наряду с щелочным резервом в крови имеется и кислотный ре­зерв, или кислотная емкость крови. Кислотная емкость крови име­ет меньшее физиологические значение, но она необходима для нейтрализации избытка щелочных ионов.

Таким образом, при увеличении содержания в крови кислот­ных или щелочных компонентов прежде всего КЩР крови восста­навливается на молекулярном уровне за счет буферных систем или щелочного резерва, что не требует активного участия нейрогумо-ральных механизмов.

Если же молекулярные механизмы не способны сохранить КЩР, то наступают активные изменения в работе выделительных систем организма - почек, потовых желез, легких и пищевари­тельного тракта.

Почки нейтрализуют или удаляют из крови избыток либо кис­лотных, либо щелочных солей. Поэтому реакция мочи может ко­лебаться в широких пределах - от 5,7 до 8,7. Потовые железы вы­полняют ту же функцию, удаляя из организма главным образом кислые ионы. Через легкие выводится из крови диоксид углерода, поэтому при повышенной концентрации углекислоты в крови на­ступает одышка, имеющая компенсаторное значение.

Большое значение в регуляции рН крови имеют железы пище-нарительного тракта. В печени происходит нейтрализация серно­кислых соединений, аммиака. Со слюной, поджелудочным и ки-

Шечным соками выделяется много бикарбонатов. Например, со слюной у крупного рогатого скота за сутки удаляется до 300 г би­карбонатов. Энергичным способом удаления из крови водородных ионов является перевод их в состав желудочного сока. Обкладоч-ные железы желудка синтезируют из поступающих с кровью водо­родных ионов и ионов хлора соляную кислоту, а также переводят в желудочный сок органические кислоты. Этим, кстати, объясня­ется хорошо известный факт: после напряженной мышечной ра­боты усталость проходит после еды. И дело не в восстановлении затраченных калорий, ибо из пищи питательные вещества так быстро не всасываются, а в выделении из крови в желудок молоч­ной кислоты и других метаболитов, накопившихся в результате мышечной деятельности.

Физиологические механизмы, участвующие в регуляции КЩР и рН крови, включают в себя рецепторы, улавливающие концен­трацию водородных ионов, афферентные нервные пути, нервные центры, эфферентные нервы и органы-эффекторы.

Итак, рН крови имеет постоянную величину, что достигается как молекулярными, так и физиологическими регуляторными ме­ханизмами. Тем не менее кислотно-щелочной баланс может изме­няться. При некоторых физиологических и патологических реак­циях возможно увеличение в крови кислых или щелочных продук­тов. Сдвиг КЩР в кислую сторону называется ацидозом, а в ще­лочную - алкалозом.

По величине сдвига КЩР ацидозы и алкалозы бывают компен­сированными и некомпенсированными. Вначале при поступле­нии в кровь избытка кислот или щелочей рН крови не изменяется, но уменьшается запас буферной емкости. Такой ацидоз или алка­лоз - без сдвига рН - называется компенсированным, так как он компенсирован за счет запаса имевшегося в крови щелочного или кислотного резерва. Компенсированные ацидозы и алкалозы на­блюдаются часто у здоровых животных и отличаются кратковре­менностью.

Когда буферная емкость крови окажется исчерпанной, тогда ре­акция крови, естественно, изменяется. Такой ацидоз или алкалоз, когда изменяется рН крови, называется некомпенсированным.

По механизмам возникновения ацидозы и алкалозы могут быть газовыми и негазовыми. Газовый ацидоз наблюдается при затруд­нении дыхания, при содержании животных в душных, плохо вен­тилируемых помещениях. В крови тогда накапливается диоксид углерода, превращающийся в угольную кислоту. Негазовый, или метаболический, ацидоз возникает при накоплении в крови не угольной кислоты, а других кислот - молочной, фосфорной и др. Это возможно, например, при тяжелой мышечной работе или при скармливании большого количества кислого силоса.

Алкалозы встречаются реже, чем ацидозы. Газовый алкалоз воз­можен при усиленной вентиляции легких, когда кровь содержит

меньше диоксида углерода и защелачивается. Негазовый алкалоз обычно связан с поступлением в организм большого количества щелочных солей, в этом случае увеличивается резервная щелоч­ность крови.

Коллоидно-осмотическое давление крови. Осмотическое давле­ние - это сила, которая вызывает перемещение воды или раство­ренных в ней веществ через полупроницаемые мембраны. В орга­низме все мембраны - сосудистые стенки, оболочки клеток или поверхности внутриклеточных образований - полупроницаемые. Они хорошо пропускают воду, но избирательно - растворенные вещества. Перемещение веществ между клетками, тканевой жид­костью и кровью зависит от их концентрации. Чем больше кон­центрация растворенных веществ, тем больше осмотическое дав­ление данной жидкости.

В основном осмотическое давление крови определяется концен­трацией минеральных солей. Их суммарное количество в плазме крови составляет около 0,9 г в 100 мл, это соответствует осмотическо­му давлению в 7,6 ати, или 5776 мм рт. ст. Органические вещества (например, глюкоза) мало влияют на величину осмотического давле­ния. Объясняется это тем, что молекулы органических веществ на­много крупнее неорганических ионов, поэтому в единице объема ко­личество их частиц (молекул) меньше; осмотическое же давление за­висит именно от числа молекул растворенного вещества.

Вещества, растворенные в плазме крови, переходят через мемб­раны из более концентрированного раствора в менее концентри­рованный, а вода, наоборот, из среды с меньшей концентрацией в большую. Постоянство осмотического давления крови имеет зна­чение для обмена веществами между кровью, тканевой жидкостью и клетками и является столь же необходимым условием для жиз­ни, как и другие показатели гомеостаза - рН, температура.

Рассмотрим на примере эритроцитов, как изменяются свойства клеток в растворах с разным осмотическим давлением. Внутри эритроцитов (в цитоплазме) такая же концентрация солей, как и в плазме крови, т. е. внутренняя среда эритроцитов изотонична плаз­ме крови. Если эритроциты отделить от плазмы крови и поместить их в раствор соли с более высокой концентрацией (гипертоничес­кий), чем внутри эритроцитов, то вода будет переходить из эритро­цитов в раствор до выравнивания осмотического давления по обе стороны мембраны. Эритроциты будут обезвоживаться, сморщи­ваться, уменьшаться в размере. Вначале этот процесс обратимый, и если эритроциты вернуть в изотонический раствор, то они восста­новят и свою форму, и функции. В условиях, когда градиент кон­центрации солей по обе стороны мембраны большой, а эритроциты длительное время находятся в них, они погибают.

В растворах с более низкой концентрацией солей (гипотони­ческий), чем внутри эритроцитов, вода под действием осмоти­ческого давления переходит в эритроциты. Эритроциты вби-

Рают в себя воду, из двояковогнутых становятся сферическими (шарообразными), увеличиваются в объеме и разрываются. Такое явление - разрушение эритроцитов и выход из них гемоглоби­на - называется гемолизом (буквально - растворение крови). Ге­молиз, произошедший в гипотоническом растворе, называется осмотическим.

Исходя из изложенного, следует помнить, что внутривенно можно вводить лишь те растворы, которые изотоничны крови, т. е. имеют такое же осмотическое давление, как и плазма крови. Такие растворы называются физиологическими. Самый элементар­ный физиологический раствор - это раствор хлорида натрия кон­центрацией 0,85 % для млекопитающих и птицы и 0,65 % - для холоднокровных животных.

Поскольку плазма крови содержит коллоиды (белки), то кровь обладает также и коллоидным давлением. Коллоидное давление называется также онкотическим (греч. onkos - припухание, взду­тость). Оно составляет 15...35 мм рт. ст., т. е. менее 1 % от осмо­тического. Однако значение онкотического давления велико: это та сила, которая удерживает воду внутри сосудов и способствует переходу ее из тканевой жидкости в кровь. Это связано с гидро­фильными свойствами белков плазмы крови. Онкотическим это давление называется потому, что при уменьшении его (напри­мер, при голодании, когда снижается содержание белков в кро­ви) вода не удерживается в кровеносных сосудах и переходит в ткани, появляются «голодные» отеки. Внешний вид создается та­кой, будто ткани опухают.

Коллоидно-осмотическое давление складывается из осмоти­ческого и онкотического. При необходимости введения в кровь большого количества жидкостей или для перфузии органов и ис­кусственного кровообращения, а также для выращивания культу­ры тканей следует учитывать не только осмотическое и онкоти-ческое давление, но и оптимальный набор минеральных веществ. Поэтому физиологические растворы могут содержать кроме хло­рида натрия и другие вещества. Так, в растворе Рингера содержат­ся хлориды натрия, калия, кальция и бикарбонат натрия. В раст­вор Локка кроме перечисленных компонентов входит глюкоза, а в раствор Тироде - хлорид магния и однозамещенный фосфат натрия. Более сложные растворы в своем составе имеют белки (альбумины) и поэтому называются плазмозамещающими раст­ворами. Такие растворы в большей степени соответствуют плазме крови, так как имеют оптимальное коллоидно-осмотическое дав­ление, реакцию, соответствующую крови, и соотношение различ­ных компонентов.

В бывш. СССР была разработана искусственная кровь, содер­жащая помимо определенных катионов и анионов и других свой­ственных плазме крови компонентов фторуглеродные соедине­ния, способные связывать и переносить кислород. Эту жидкость, а ее

назвали «голубой кровью», можно использовать для замещения крови вместо донорской.

Регуляция коллоидно-осмотического давле­ния. Коллоидное давление крови зависит от содержания белков и, следовательно, обусловлено регуляцией белкового обмена. Осмо­тическое давление крови подвержено более частым колебаниям, обычно не выходящим из физиологических границ благодаря слож­ным регуляторным взаимодействиям между кровью и органами.

Рассмотрим следующий опыт: лошади ввели в вену 7 л 5%-ного раствора сульфата натрия. По расчету это должно повысить осмо­тическое давление крови в два раза, однако уже через 10 мин оно восстановилось. Каким образом происходит восстановление осмо­тического давления?

Процесс начинается с перераспределения воды между кровью и тканевой жидкостью. Если этого недостаточно и осмотическое давление не восстанавливается, то вступают в действие более слож­ные регуляторные механизмы.

В стенках кровеносных сосудов имеются рецепторные клетки, чувствительные к изменению осмотического давления крови. Эти клетки называются осморецепторами. Помимо кровеносных сосу­дов они находятся также в определенных структурах мозга, напри­мер в гипоталамусе (промежуточный мозг). При изменении осмо­тического давления крови в осморецепторах возникает потенциал действия, который по центростремительным нервным волокнам передается в гипоталамус и в кору больших полушарий. Центро­бежные нервные пути идут к выделительным органам. При учас­тии почек, потовых желез, желудочно-кишечного тракта из орга­низма уменьшается или увеличивается выделение воды и солей. Одновременно регулируется активность центра жажды, что вызы­вает изменение потребления животным воды и солей.

В эфферентную часть рефлекторной дуги часто вовлекаются как самостоятельные звенья железы внутренней секреции - гипо­физ, надпочечники, щитовидная и паращитовидные железы, и их гормоны влияют на выделение воды и отдельных минеральных ве­ществ из организма.

Таким образом, при изменении коллоидно-осмотического дав­ления крови включаются нейрогуморальные механизмы, быстро восстанавливающие нормальные параметры крови.

Стабилизированная антикоагулянтом, кровь в пробирке разделяется на осадок - форменные элементы (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) иплазму . Плазма - прозрачная жидкость желтоватого цвета. При свёртывании крови вне организма (коагуляция крови) образуются кровяной сгусток, включающий форменные элементы и фибрин, и сыворотка. От плазмы сыворотка отличается, прежде всего, отсутствием фибриногена.

Плазма, состав плазмы крови, значение белков плазмы.

Плазма крови на 90 - 92% состоит из воды, 7 - 8% плазмы составляют белки (альбумины - 4,5%, глобулины - 2 - 3%, фибриноген - до 0,5%), остальное количество сухого остатка приходится на питательные, минеральные вещества и витамины. Общее содержание минеральных веществ приблизительно равняется 0,9%. Условно выделяют макро- и микроэлементы. Границей является концентрация вещества 1мг%. Макроэлементы (натрий, калий, кальций, магний, фосфор) прежде всего обеспечивают осмотическое давление крови и необходимы для жизненно важных процессов: натрий и калий - для процессов возбуждения, кальций - свертывания крови, мышечных сокращений, секреции;микроэлементы (медь, железо, кобальт, йод) рассматриваются как компоненты биологически активных веществ, активаторы ферментативных систем, стимуляторы гемопоэза, метаболизма.

4. Физико-химические свойства плазмы. Онкотическое и осмотическое давление крови.

Онкотическое и осмотическое давление - сила, с которой молекулы органического и неорганичеcкого вещества притягивают к себе молекулу воды для создания водной оболочки. Осмотическое давление создают вещества неорганической природы, онкотическое - органической.

При общем осмотическом давлении плазмы 7,6 атм, онкотическое давление равно 0,03-0,04 атм (25-30 мм рт. ст.). Крупномолекулярные белки не проникают в интерстициальное пространство из сосудистого русла и являются фактором, определяющим обратный ток воды из межклеточного пространства в венулярном отделе микроциркуляторного русла. Осмотическое и онкотическое давление определяют объемное распределение воды между клеткой и внеклеточным пространством. Вода перемещается через мембрану в сторону более высокого осмотического давления. По величине осмотического давления (основная роль в поддержании которого на 80% принадлежит NaCl, на 15% глюкозе и на 5% мочевине) относительно плазмы все растворы можно разделить на:

1. Изотонические - равные по осмотическому давлению (0,9% раствор NaCl).

2. Гипотонические - с более низким по отношению к плазме осмотическим давлением.

3. Гипертонические - с превышающим осмотическое давление плазмы. Все инъекционные растворы должны быть изотоничными клетке, иначе могут вызвать или потерю воды клеткой (гипертонические растворы), или поступление воды в клетку с последующим ее набуханием и разрывом мембраны (гипотонические растворы).

Кислотно-основное состояние крови. Буферные системы. Алкалоз и ацидоз

Кислотно-основное состояние крови зависит от концентрации в среде ионов водорода, которое выражается в единицах рН. Концентрация водородных ионов (рН = -lg [ Н + ] на уровне 7,37 - 7,43 для артериальной крови является жёсткой константой организма. рН венозной крови в связи с более высокой концентрацией углекислого газа и органических кислот ниже и снижается до 7,30 - 7,35, внутриклеточный рН равняется 7,26 - 7,30. Повышение концентрации водородных ионов (снижение рН) определяется какацидоз , а снижение концентрации протонов обозначается какалкалоз . Сохранение постоянства рН крови обеспечивается физико-химическими буферными системами и функционированием физиологических систем организма - выделительной и дыхания.

Любая буферная система состоит из равновесного соотношения протонов (Н +), сопряжённого основания (А -) и недиссоциированной слабой кислоты: В соответствии с законом действующих масс повышение содержания протонов сопровождается увеличением концентрации недиссоциированной кислоты, а ощелачивание среды приводит к росту диссоциации кислоты с образованием протонов, и константа диссоциации (равновесия) К не изменяется.

(плазмы) и числа ее форменных элементов (клеток крови). Является очень важным показателем состояния крови, определяющим максимальный срок нормального функционирования сердца и сосудов.

Свойства физиологического процесса
Для нормального кровообращения вязкость крови имеет большое значение, так как связана с сопротивлением, которое приходится преодолевать при работе мышце сердца. В течение дня происходят только незначительные колебания вязкости крови.
Вязкость крови повышают:

• снижение температуры тела (охлаждение);
• малое употребление жидкости;
• прием алкоголя;
• вдыхание паров эфира;
• повышенный уровень углекислоты в крови;
• ограничение употребления поваренной соли ниже физиологической потребности;
• употребление мочегонных средств;
• употребление потогонных, жаропонижающих средств;
• редкий прием пищи (1-2 раза в день);
• переедание за один прием пищи, особенно с последующим приемом ферментных препаратов для улучшения пищеварения;
• однократное употребление значительного количества крахмалистых (овощи, крупы, макаронные и хлебобулочные изделия) или белковых (мясо, рыба) продуктов;
• длительная тяжелая работа.

Вязкость крови снижают:

• препараты хинного дерева;
• длительная умеренная работа;
• высокий уровень кислорода в крови;
• повышение температуры тела ;
• горячие ванны;
• фосфорная кислота.

Виды нарушений физиологического процесса

1. Уменьшение вязкости крови. Наблюдается в условиях восстановления объема жидкой части крови при значительном уменьшении числа ее форменных элементов (например, на этапе компенсации количества жидкости при острой кровопотере).
2. Увеличение вязкости крови. Наблюдается при повышении количества кровяных клеток относительно объема плазмы. Приводит к затруднению основной транспортной функции крови, что является причиной нарушения окислительно-восстановительных процессов во всех органах и тканях - головном мозге, легких, сердце, печени, почках (что проявляется быстрой утомляемостью, сонливостью в течение дня, ухудшением памяти).

Заболевания
Увеличение вязкости крови:

• образование тромбов в сосудах и сердце (тромбоз);
• тромбоэмболия (закупоривание тромбом просвета сосуда);
• острая сердечная недостаточность;
• снижение или повышение уровня артериального давления;
• ишемический либо геморрагический инсульт;
• острая легочная недостаточность;

Уменьшение вязкости крови:

• снижение свертываемости крови, сочетающееся нередко с геморрагическим синдромом (массивными кровотечениями);
• анемия.

Создано по материалам:

1. Благов О. В., Гиляров М. Ю., Недоступ А. В. Медикаментозное лечение нарушений ритма сердца / под ред. В. А. Сулимова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011.
2. Зайко Н. Н. , Быць Ю. В., Атаман А. В. и др. Патологическая физиология. Учебник для студентов медицинских вузов. - К.: Логос, 1996.

Физико-химические свойства крови

Гиперволемия полицитемическая

Гиперволемия олигоцитемическая

Увеличение объема крови за счет плазмы (уменьшения гематокрита).

Развивается при задержке воды в организме в связи с заболе­ванием почек, при введении кровезаменителей. Ее можно моделиро­вать в эксперименте путем внутривенного введения животным изото­нического раствора натрия хлорида.

Увеличение объема крови за счет нарастания количества эритроцитов (увеличения гематокрита).

Наблюдается при длительной интенсивной физической работе.

Наблюдается также при понижении атмосферного давления, а также при различных заболеваниях, свя­занных с кислородным голоданием (порок сердца, эмфизема) и рас­сматривается как компенсаторное явление.

Однако при истинной эритремии (болезни Вакеза) полицитемическая гиперволемия является следствием разрастания клеток эритроцитарного ряда костного мозга.

Может наблюдаться во время мышечной работы [++736+ C.138-139]. Часть плазмы через стенки капилляров уходит из сосудистого русла в межклеточное пространство работающих мышц [++736+ C.138-139] (мышечный, тканевый рабочий отёк [НД55]). В результате объем циркулирующей крови уменьшается [++736+ C.138-139]. Поскольку форменные элементы остаются в сосудистом русле гематокрит повышается [++736+ C.138-139]. Это явление называется рабочей гемоконцентрацией (подробнее см [++736+ C.138-139]. 11 [++736+ C.138-139].2 [++736+ C.138-139].3) [++736+ C.138-139].

Рассмотрим конкретный случай (задачу) [++736+ C.138-139].

Как изменится гематокрит при физической работе, если объём крови в покое равен 5,5 л [++736+ C.138-139], объём плазмы - 2,9 л, который изменяется на 500 мл?

Объём крови в покое равен 5,5 л [++736+ C.138-139]. Из них 2,9 л составляет плазма и 2,6 л - форменные элементы крови, что соответствует гематокриту 47 % (2,6 / 5,5) [++736+ C.138-139]. Если во время работы из сосудов уходит 500 мл плазмы, объем циркулирующей крови снижается до 5 л [++736+ C.138-139]. Поскольку объем форменных элементов крови при этом не изменяется, гематокрит увеличивается - до 52 % (2,6 / 5,0) [++736+ C.138-139].

Подробнее Покровский I том С.280-284.

К физико‑химическим свойствам крови относят:

Плотность (абсолютную и относительную)

Вязкость (абсолютную и относительную)

Осмотическое давление, включающее онкотическое (коллоидно‑осмотическое) давление

Температуру

Концентрация водородных ионов (pH)

Суспензионная устойчивость крови, характеризуемая СОЭ

Цвет крови

Цвет крови определяется содержанием гемоглобина, ярко-красная окраска артериальной крови - оксигемоглобином , тем­но-красная с синеватым оттенком окраска венозной крови - восстановленным гемоглобином.

Плотность – объёмная масса

Относительная плотность крови составляет 1,058 - 1,062 и зависит преимущественно от содержания эритроцитов.

Относи­тельная плотность плазмы крови в основном определяется концен­трацией белков и составляет 1,029-1,032.

Плотность воды (абсолютная) = 1000 кг ·м -3 .

Вязкость крови

Подробнее Ремизов ++636+ С.148

Вязкость – внутреннее трение.

Вязкость воды (при 20ºС) 0,001 Па×с или 1 мПа×с.

Вязкость крови человека (при 37ºС) в норме 4-5 мПа×с, при патологии колеблется 1,7 ¸ 22,9 мПа×с.

Относительная вязкость крови в 4,5-5,0 раз больше вязкости воды. Вязкость плазмы не превышает 1,8-2,2.

Отно­шение вязкости крови и вязкости воды при той же температуре называютотносительной вязкостью крови.

Изменения вязкости крови как неньютоновской жидкости

Кровь – неньютоновская жидкость – вязкость анормальная, т.е. взкость крови величина непостоянная.

Вязкость крови в сосудах

Чем меньше скорость движения крови, тем больше вязкость крови. Это связано с обратимой агрегацией эритроцитов (образование монетных столбиков), прилипанием эритроцитов к стенкам сосудов.

Феномен Фареуса‑Линдквиста

В сосудах диаметром менее 500 мкм вязкость резко уменьшается и приближается к вязкости плазмы. Это связано с ориентацией эритроцитов вдоль оси сосуда и образованием «бесклеточной краевой зоной».

Вязкость крови и гематокрит

Вязкость крови зависит главным образом от содержания эритроцитов и в меньшей степени от белков плазмы.

Увеличение Ht сопровождается более быстрым возрастанием вязкости крови, чем при линейной зависимости

Вязкость венозной крови несколько больше, чем артериальной[Б56] .

Вязкость крови возрастает при опорожнении депо крови, содержащей большее число эритро­цитов.

Венозная кровь обладает несколько боль­шей вязкостью, чем артериальная. При тяжелой физической работе увеличивается вязкость крови.

Некоторые инфекционные заболевания увеличивают вязкость, другие же, например брюшной тиф и туберкулез, - уменьшают.

Вязкость крови влияет на скорости оседа­ния эритроцитов (СОЭ).

Методы определения вязкости крови

Совокупность методов измерения вязкости называютвискозиметри­ей, а приборы, используемые для таких целей, -вискозиметрами.

Наиболее распространенные методы вискозиметрии:

падающего шарика

капиллярные

ротационные.

Капиллярный метод основан на формуле Пуазейля и заключает­ся в измерении времени протекания через капилляр жидкости известной массы под действием силы тяжести при определенном перепаде давлений.

Метод падающего шарика используется в вискозиметрах, осно­ванных на законе Стокса.

Часть крови находится в кровяном депо - селезёнка, лёгкие и глубокие сосуды кожи.

При потере 1 литра крови у взрослого человека - состояние не совместимое с жизнью.

Вязкость крови обусловлена наличием в ней белков и красных кровяных телец - эритроцитов. Если вязкость воды принять за 1, то вязкость плазмы будет равна 1,7-2,2, а вязкость цельной крови около 5,1.

Относительная плотность крови зависит от форменных элементов крови. Относительная плотность крови взрослого человека равна 1,050-1,060, плазмы - 1,029-1,034.

Гематокрит . При отстаивании, а ещё лучше при центрифугировании кровь разделяется на два слоя. Верхний слой - слегка желтоватая жидкость, называемая плазмой; нижний слой - осадок тёмно-красного цвета, образованный эритроцитами. На границе между плазмой и эритроцитами имеется тонкая светлая плёнка, состоящая из лейкоцитов и тромбоцитов

Процентное соотношение между плазмой и форменными элементами крови называют гематокритом . У здоровых людей примерно 55% объёма крови приходится на плазму и 45% - на долю форменных элементов. При некоторых заболеваниях, например анемии (малокровии), увеличивается объём плазмы, при других заболеваниях - форменных элементов. Поэтому величина гематокрита может служить одним из показателей при установлении диагноза того или другого заболевания.

Осмотическое давление крови равно 7,6 атм. Оно создаётся суммарным числом молекул и ионов. Несмотря на то что белков в плазме 7-8%, а солей около 1%, на долю белков приходится всего 0,03-0,04 атм (онкотическое давление). В основном осмотическое давление крови создается солями, 60% его приходится на долю NaCl. Это объясняется тем, что молекулы белков имеют огромные размеры, а величина осмотического давления зависит только от числа молекул и ионов. Постоянство осмотического давления очень важно, так как гарантирует одно из условий, необходимых для правильного хода физиологических процессов,- постоянное содержание воды в клетках и, следовательно, постоянство их объёма. Под микроскопом это можно наблюдать на примере эритроцитов. Если поместить эритроциты в раствор с более высоким, чем в крови, осмотическим давлением, то они теряют воду и сморщиваются, а в растворе с меньшим осмотическим давлением набухают, увеличиваются в объёме и могут разрушиться. То же самое происходит со всеми другими клетками при изменении осмотического давления в окружающей их жидкости.

Изотонический раствор - это раствор осмотическое давление которого равно давлению крови. Физраствор содержит 0,9% NaCl.

Гипертонический раствор (повышенное давление) - это раствор, осмотическое давление которого выше давления крови. Он приводит к плазмозу клеток. Эритроциты отдают воду и погибают.

Гипотонический раствор (пониженное давление) - при введении приводит к гемолизу (разрушение эритроцитов, сопровождающееся выходом из них гемоглобина).

Гемолиз в организме бывает:

1. осмотический (от пониженной концентрации соли);
2. механический (синяки, сильные встряски);
3. химический (кислоты, щёлочи, наркотики, алкоголь);
4. физический (при повышенной или при пониженной температуре).

Водородный показатель . В крови поддерживается постоянство реакции. Реакция среды определяется концентрацией водородных ионов, которую выражают водородным показателем - pH. В нейтральной среде pH 7,0, в кислой среде меньше 7,0, а в щелочной - больше 7,0. Кровь имеет pH 7,36, т. е. её реакция слабощелочная. Жизнь возможна в узких пределах смещения pH - от 7,0 до 7,8. Это объясняется тем, что катализаторами всех биохимических реакций являются ферменты, а они могут работать только при определённой реакции среды. Несмотря на поступление в кровь продуктов клеточного распада - кислых и щелочных веществ, даже при напряженной мышечной работе pH крови уменьшается не более чем на 0,2-0,3. Это достигается за счёт буферных систем крови (бикарбонатный, белковый, фосфатный и гемоглобиновый буферы), которые могут связывать гидроксильные (ОН -) и водородные (Н +) ионы и тем самым поддерживать реакцию крови постоянной. Выводятся из организма образовавшиеся кислые и щелочные продукты почками, с мочой. Через лёгкие удаляется углекислый газ.

Плазма крови представляет собой сложную смесь белков, аминокислот, углеводов, жиров, солей, гормонов, ферментов, антител, растворённых газов и продуктов распада белка (мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак), подлежащих выведению из организма. Она имеет слабощелочную реакцию (рН 7,36). Основными компонентами плазмы являются вода (90-92%), белки (7-8%), глюкоза (0,1%), соли (0,9%). Состав плазмы характеризуется постоянством.

Белки плазмы делятся на глобулины (альфа, бета и гамма), альбумины и липопротеиды. Значение белков плазмы многообразно.

1. Очень важную роль играет глобулин, называемый фибриногеном: он участвует в процессе свертывания крови.
2. Гамма-глобулин содержит антитела, обеспечивающие иммунитет. В настоящее время очищенный γ-глобулин используют для лечения и повышения невосприимчивости к некоторым болезням.
3. Наличие белков в плазме крови повышает её вязкость, что имеет значение в поддержании давления крови в сосудах.
4. Белки имеют большую молекулярную массу, поэтому они не проникают через стенки капилляров и удерживают в сосудистой системе определенное количество воды. Таким путём они принимают участие в распределении воды между кровью и тканевой жидкостью.
5. Являясь буферами, белки участвуют в поддержании постоянства реакции крови.

Содержание глюкозы в крови составляет 4,44-6,66 ммоль/л. Глюкоза является основным источником энергии для клеток организма. Если количество глюкозы снижается до 2,22 ммоль/л, то резко повышается возбудимость клеток мозга, у человека появляются судороги. При дальнейшем уменьшении содержания глюкозы человек впадает в коматозное состояние (нарушаются сознание, кровообращение, дыхание) и умирает.

Неорганические вещества плазмы . В состав минеральных веществ плазмы входят соли NaCl, CaCl 2 , KCl, NaHCO3, NaH 2 PO 4 и др. Соотношение и концентрация Na + , Са 2+ и К + играют важнейшую роль в жизнедеятельности организма, поэтому постоянство ионного состава плазмы регулируется очень точно. Нарушение этого постоянства, главным образом при заболеваниях желёз внутренней секреции, опасно для жизни.

• катионы в плазме: Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ ,..;
• анионы в плазме: Cl - , HCO 3 - ,..

Значение:

• обеспечение осмотического давления крови (на 60% обеспечивается NaCl);
• обеспечение pH крови;
• обеспечение определённого уровня чувствительности клеток, участвующих в формировании мембранного потенциала.