Физико – химические свойства крови
Кровь
представляет собой сложный комплекс
различных минеральных и органических
соединений, которые находятся в виде
водных коллоидных растворов.
Плотность крови колеблется в очень узких пределах и зависит в основном от содержания в ней форменных элементов. Плотность крови равна 1,060 – 1,064 г/мл.
Плотность эритроцитов выше, чем лейкоцитов и тромбоцитов, поэтому при отстаивании крови в пробирке несвернувшейся крови сверху располагается плазма, ниже слой лейкоцитов и тромбоцитов, внизу – слой эритроцитов.
Осмотическое
давление крови
определяется концентрацией минеральных
веществ (неорганических солей).
В крови человека она равна 0,9 %.
Даже незначительное изменение осмотического давления может оказаться губительным для клеток крови.
К нерганическим веществам относятся:
катионы Nа+, Са2+, К+, Mg2+
анионы Сl-, НРО42-, НСО3-
Ионы обеспечивают нормальную функцию всех клеток организма, в том числе клеток возбудимых тканей, обусловливают осмотическое давление, регулируют рН.
В медицинской практике используется физиологический раствор, представляющий собой водный раствор определенных солей, концентрация которых равна 0,9%. Самым простым физиологическим раствором является 0,9 % раствор поваренной соли.
Онкотическое давление – это осмотическое давление, создаваемое низкомолекулярными белками плазмы. Благодаря этому давлению осуществляется поступление воды через стенку капилляров из крови в ткани и обратно. Онкотическое давление равно 30 мм рт. ст.
Реакция крови (рН) поддерживается на постоянном уровне и равно 7,35 – 7,47 для артериальной крови. В венозной крови рН на 0,1 – 0, 2 единицы кислее.
В плазме крови содержится: около 90 % воды,
7 - 8 % белков,
0,9 % солей,
0,1 % глюкозы,
а также витамины, аминокислоты, гормоны и др. вещества.
Белки плазмы – это несколько десятков видов белков. Они различаются по строению, свойствам и функциям:
белки альбумины – низкомолекулярные белки, основная функция которых – транспорт
различных веществ. Количество альбуминов в плазме – 60 % от общего содержания белков.
белки глобулины – это высокомолекулярные белки, количество глобулинов около 40 % всех белков плазмы, они подразделяются на три группы:
α
-глобулины
выполняют транспортную
функцию
β-глобулины
γ-глобулины - являются антителами (иммуноглобулины).
белки фибриноген и протромбин являются компонентом свертывающей системы крови, его количество около 0,3 % всех белков.
Плазма крови, лишенная фибриногена, называется кровяная сыворотка.
С
ыворотка
крови не может свертываться.
Клетки крови Эритроциты составляют основную массу форменных элементов крови. Они определяют красный цвет крови.
Количество эритроцитов в норме у здорового взрослого человека 4 – 5 млн. в 1 мм3 крови.
Эритроциты – это высокоспециализированные клетки, строение которых подчинено выполнению их главной функции - транспорту кислорода.
Функции эритроцитов:
транспортная: транспорт газов (кислорода и углекислого газа);
эритроциты также переносят на своей поверхности в адсорбированном состоянии другие вещества;
антигенная: в наружную мембрану эритроцитов встроены разнообразные белки и полисахаридно-аминокислотные комплексы, которые определяют специфические антигенные свойства этих клеток крови.
Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска, средний диаметр которых около 7 – 7,5 мкм.
Не имеют ядра. Благодаря особой форме эритроциты имеет большую относительную площадь поверхности. Общая площадь поверхности эритроцитов взрослого человека составляет около 3800 кв. м, т.е. в 1500 раз превышает площадь поверхности тела.
О
бразуются
эритроциты в красном костном мозгу из
ядерных клеток - предшественниц, которые
теряют ядро перед выходом в кровеносное
русло.
Продолжительность жизни эритроцитов примерно 120 суток.
Отжившие эритроциты разрушаются в селезенке и печени.
Эритроциты практически не содержат клеточных органоидов, все внутреннее содержимое заполнено гемоглобином.
Каждый эритроцит содержит около 400 млн. молекул гемоглобина.
Гемоглобин – это дыхательный пигмент красного цвета, с химической точки зрения является сложным белком. Молекула гемоглобина состоит из четырех субъединиц. Каждая субъединица включает белковую часть – глобин и небелковую часть - гем.
В составе гема имеется один атом двухвалентного железа, поэтому вся молекула содержит четыре атома железа. Благодаря атому железа происходит соединение гемоглобина с различными веществами, и прежде всего с кислородом.
Существует несколько видов гемоглобина:
оксигемоглобин – окисленный гемоглобин, связанный с кислородом; это нестойкое соединение, имеет яркий алый цвет; образуется в легочных капиллярах
карбогемоглобин - гемоглобин, связанный с углекислым газом; имеет темно-вишневый цвет; образуется в капиллярах тканей; в виде карбогемоглобина транспортируется около 4% СО2 , а остальное количество этого газа переносится в растворенном виде плазмой крови как ионы НСО3
миоглобин – дыхательный пигмент, находящийся в мышцах; по своей структуре очень близок к гемоглобину; миоглобин способен связывать гораздо большее количество кислорода и поэтому выполняет депонирующую функцию (запас кислорода в мышцах).
карбоксигемоглобин – патологический гемоглобин, связанный с окисью углерода; гемоглобин имеет химическое сродство к угарному газу выше, чем к кислороду; эта форма гемоглобина - очень прочное, слабо диссоциирующее соединение, поэтому отравление угарным газом очень опасно; при концентрации СО, равной 0,1 % во вдыхаемом воздухе, 80% гемоглобина связываются с этим газом, у человека наступает тяжелое отравление в результате кислородного голодания; это состояние сопровождается рвотой, головной болью, потерей сознания; первой помощью при таких отравлениях является искусственное дыхание чистым кислородом или свежим воздухом; при концентрации СО во вдыхаемом воздухе 1% через несколько минут наступает смерть человека; в нормальных условиях около 1% общего количества гемоглобина приходится на карбоксигемоглобин, а у курильщиков – от 3 до 10%
метгемоглобин – патологический гемоглобин, соединенный с различными веществами-сильными окислителями (атомы тяжелых металлов, анилин, бензол и др.); имеет коричневый цвет; чаще образуется у людей, занятых на вредных химических производствах, а также при чрезмерном употреблении лекарств, обладающих окислительными свойствами; при этом железо гемоглобина становится трехвалентным и очень прочно удерживает кислород
патологические формы гемоглобина , возникающие как наследственные заболевания в результате мутаций в генах, кодирующих белок гемоглобина; пример – наследственное заболевание серповидноклеточная анемия, распространенное у людей африканской расы
Количество гемоглобина в 1 литре крови взрослого человека в норме:
у женщин 127 – 147 граммов
у мужчин 135 – 160 граммов.
В крови взрослого человека с массой тела 65 кг общее количество гемоглобина около 600 граммов.. Это его количество может связать при полном насыщении около 800 мл кислорода. Снижение количества эритроцитов и гемоглобина ведет к развитию малокровия, или анемии.
Молодые эритроциты человека содержат ядро, которое они теряют перед выходом в кровяное русло из органов кроветворения (красного костного мозга). В результате в них может содержаться больше гемоглобина и они могут приобрести двояковогнутую форму.
В клинической практике используют показатель скорость оседания эритроцитов (СОЭ). В крови, помещенной в стеклянный капилляр, эритроциты под действием силы тяжести оседают вниз. Высота столбика плазмы в верхней части капилляра, образовавшегося в течение часа, измеряется в миллиметрах. Это и есть величина СОЭ. В норме этот показатель равен 5 – 9 мм у мужчин и 8 – 10 мм у женщин. Увеличение показателя наблюдается при интенсивной физической нагрузке, во время беременности и может свидетельствовать о протекающем в организме патологическом процессе.