ФИЗИОЛОГИЯ

гипотонические – их осмотическое давление меньше, чем осмотическое давление крови (раствор NaCl менее 0,9%), 3) гипертонические – их осмотическое давление больше, чем осмотическое давление крови (раствор NaCl более 0,9%). Объем эритроцитов в изотоническом растворе не изменяются. В гипотоническом растворе вода проникает внутрь эритроцита, что приводит к увеличению его объема. При этом оболочка эритроцита может разрушиться – это осмотический гемолиз. В гипертоническом растворе вода выходит из эритроцита, что приводит к его сморщиванию. Разрушение оболочки эритроцита в гипотоническом растворе называется

осмотическим гемолизом.

Онкотическое давление крови

Онкотическое давление – это часть осмотического давления, которая образуется за счет белков плазмы. В норме это давление равно 25-30 мм рт.ст., то есть в 200 раз меньше осмотического давления. Известно, что белки являются гидрофильными (любят воду), поэтому это давление играет большую роль в регуляции обмена воды между капиллярами и тканями организма. Если онкотическое давление более 30 мм рт.ст., тогда вода удерживается в сосудистом русле и уменьшается транскапиллярная фильтрация, что приводит к увеличению объема циркулирующей крови за счет жидкой ее части, то есть при этом гематокритный показатель уменьшается. Если онкотическое давление меньше 25 мм рт.ст. (при уменьшении количества белков плазмы), тогда вода в сосудистом русле не удерживается и увеличивается транскапиллярная фильтрация, наблюдается отек ткани. При этом уменьшается объем циркулирующей крови за счет жидкой части, поэтому гематокритный показатель увеличивается. Таким образом, при резком увеличении онкотического давления (за счет увеличения количества белков плазмы). Благодаря гидрофильности белков (любят

121

воду), вода удерживается в сосудистом русле. Это приводит, с одной стороны, к сухости кожи, а с другой – к увеличению объема циркулирующей крови за счет жидкой части (плазмы), что приводит к уменьшению гематокрита и увеличению АД (за счет увеличения объемной скорости). Резкое уменьшение онкотического давления отмечается при уменьшении количества белков плазмы. При этом вода не удерживается в сосудистом русле и свободно проникает в ткань. Это приводит, с одной стороны, к отеку тканей (голодные, или безбелковые отеки), а с другой – к уменьшению объема циркулирующей крови за счет жидкой части (плазмы), что приводит к увеличению гематокрита и уменьшению АД (за счет уменьшения объемной скорости).

рН крови, понятие об ацидозе и алакалозе (компенсированном и некомпенсированном; газовым и метаболическим)

Кислотно-щелочное равновесие (КЩР) – определяется концентрацией водородных ионов, которая выражается отрицательным логарифмом молярной концентрации ионов водорода, обозначаемым рН. В норме рН крови составляет 7,36 – 7,4. Поддержание рH крови является важнейшей физиологической задачей – если бы не существовало механизма поддержания рH, то огромное количество кислых продуктов, образующихся в результате метаболических процессов вызывало бы закисление крови (ацидоз – при этом происходит уменьшение рH). В меньшей степени в организме накапливаются в процессе метаболизма щелочи, которые могут снизить содержание водородных ионов (алкалоз – при этом происходит увеличение рН). По изменению водородных ионов в крови различаем ацидоз и алкалоз. Ацидоз и алкалоз бывают газовый, или дыхательный и негазовый, или метаболический. Газвый ацидоз зависит от накопления углекислого газа, что отмечается при гиповентиляции (уменьшении функции легких). Газовый алкалоз отмечается

122

при избыточном выделении углекислого газа, что отмечается при гипервентиляции (услении функции легких). Метаболический ацидоз возникает при накоплении в организме органических кислот. Например, при циррозе печени происходит накопление молочной кислоты, что приводит к ацидозу. По способности компенсировать избыток водородных ионов или гидроксильных различают компенсированный и некомпенсированный ацидоз и алкалоз. При некомпенсированном ацидозе и алкалозе происходит изменение рН крови (при ацидозе снижается, а при алкалозе – увеличивается). При компенсированном ацидозе и алкалозе рН неизменяется (происходит компенсация химическим или физиологическим механизмами). При этом изменяется буферная емкость (БЕ). БЕ крови определяется количеством кислоты (буферная емкость по кислоте - БЕк) или щелочи (буферная емкость по щелочи - БЕщ), которое необходимо добавить на 1л буферного раствора (крови), чтобы рН этого раствора изменить на 1 ед. Например, на 1л крови с рН=7,36 было добавлено 2л щелочи, после чего рН крови стало 8,36 (рН увеличился на 1ед), следовательно, БЕщ данной крови равна 2л. Если на 1л крови с рН=7,36 было добавлено 3л кислоты, после чего рН крови стало 6,36 (рН уменьшился на 1ед), следовательно, БЕк данной крови равна 3л. При компенсированном ацидозе происходит увеличение БЕщ или уменьшение БЕк без изменения рН. При компенсированном алкалозе происходит увеличение БЕк или уменьшение БЕщ без изменения рН.

Буферные системы крови, поддерживающие постоянство рН крови. Механизм действия

Буферные системы крови поддерживают постоянство рН крови. Различают четыре основные буферные системы крови: 1) бикарбонатный ( H2CO3 / NaHCO3 ); 2) фосфатный

123

(NaH2PO4 / Na2HPO4); 3) белковый () – эти буферные

системы находятся в плазме; 4) гемоглобиновый (HHb/KhbO2)

– находится в эритроцитах. Механизм поддержания pH крови при помощи буферных систем заключается в том, что при добавлении сильных кислот в буферные растворы – они превращаются в слабо диссоциированные кислоты, а при добавлении сильных щелочей – в слабощелочные растворы. Белки плазмы, благодаря своим амфотерным свойствам, способны присоединять к себе избыток водородных ионов (к COO– группе), либо избыток гидроксильных ионов (к NH3+ группе). Бикарбонатный и фосфатный буферные системы способствуют превращению сильных кислот и щелочей в слабые.

Органы, участвующие в поддержании постоянства рН крови

При истощении буферных систем поддержание постоянства рН крови осуществляется физиологическим механизмом, осуществляемый за счет функции следующих органов:

1)лёгких – в обычных условиях в сутки образуется около 550 л. угольной кислоты, которая удаляется через легкие. При усилении функции лёгких отмечается усиленное выделение углекислого газа, что приводит к уменьшению водородных ионов – возникает алкалоз за счет усиленного

выделения СО2 (H2CO3 → H2O + CO2 → выделение через легкие). При уменьшении функции лёгких происходит накопление углекислого газа, что в конечном счете приводит

кнакоплению водородных ионов за счет накопления СО2 – возникает ацидоз ( CO2 + H2O → H2CO3 → Н+ + НСО3 ).

Возникновение ацидоза или алкалоза при изменении функции лёгких называется дыхательным (респираторным, или газовым);

2)почек – поддержание рН крови почками осуществляется при помощи следующих механизмов: за счет выделения избытка водородных или гидроксильных групп с

124

помощью фосфатного буфера. Этот механизм работает до тех пор, пока рН мочи будет равен или меньше 5 ед. После этого постоянство рН происходит за счет амониогенезе (синтеза аммиака): в клетках канальцев начинается синтез аммиака в результате дезаминирования аминокислот (глутаминовой). Аммиак захватывает ион водорода из крови и превращается в аммоний, который секретируется в полость канальца, где вытесняет натрий из хлористого натрия. При этом образуется NH4Cl, который выводится с мочой. Освободившийся натрий реабсорбируется в кровь и соединяется с анионом HCO3, пополняя емкость бикарбонатного буфера.

3) печени – в печени происходят два процесса, которые способствуют поддержанию pH крови. Во-первых, в печени происходит окисление молочной кислоты до конечных продуктов и, во-вторых, в печени происходит синтез нейтральных веществ (мочевины) из кислых азотистых соединений (NH4 и NH4Cl), которые образуются при окислении белков.

Механизмы, поддерживающие постоянство рН крови (химические и физиологические).

Химический механизм, который осуществляется за счет буферных систем крови. Различают четыре основные буферные системы крови: 1) бикарбонатный ( H2CO3 / NaHCO3 ); 2) фосфатный (NaH2PO4 / Na2HPO4); 3) белковый

() – эти буферные системы находятся в плазме;

4)гемоглобиновый ( HHb/KhbO2) – находится в эритроцитах. Механизм поддержания pH крови при помощи буферных систем заключается в том, что при добавлении сильных кислот в буферные растворы – они превращаются в слабо диссоциированные кислоты, а при добавлении сильных щелочей – в слабощелочные растворы. Белки плазмы, благодаря своим амфотерным свойствам, способны

125

присоединять к себе избыток водородных ионов ( к COO– группе ), либо избыток гидроксильных ионов (к NH3+ группе).

Физиологический механизм, при истощении буферных систем поддержание постоянства рН крови осуществляется физиологическим механизмом, осуществляемый за счет функции следующих органов:

1)лёгких – в обычных условиях в сутки образуется около 550 л. угольной кислоты, которая удаляется через легкие. При усилении функции лёгких отмечается усиленное выделение углекислого газа, что приводит к уменьшению водородных ионов – возникает алкалоз за счет усиленного выделения СО2 (H2CO3 → H2O + CO2 → выделение через легкие). При уменьшении функции лёгких происходит накопление углекислого газа, что в конечном счете приводит

кнакоплению водородных ионов за счет накопления СО2 – возникает ацидоз (CO2 + H2O → H2CO3 → Н+ + НСО3).

Возникновение ацидоза или алкалоза при изменении функции лёгких называется дыхательным (респираторным, или газовым);

2)почек – поддержание рН крови почками осуществляется при помощи следующих механизмов: за счет выделения избытка водородных или гидроксильных групп с помощью фосфатного буфера. Этот механизм работает до тех пор, пока рН мочи будет равен или меньше 5 ед. После этого постоянство рН происходит за счет амониогенезе (синтеза аммиака): в клетках канальцев начинается синтез аммиака в результате дезаминирования аминокислот (глутаминовой). Аммиак захватывает ион водорода из крови и превращается в аммоний, который секретируется в полость канальца, где вытесняет натрий из хлористого натрия. При этом образуется NH4Cl, который выводится с мочой. Освободившийся натрий реабсорбируется в кровь и соединяется с анионом HCO3, пополняя емкость бикарбонатного буфера.

126

3) печени – в печени происходят два процесса, которые способствуют поддержанию pH крови. Во-первых, в печени происходит окисление молочной кислоты до конечных продуктов и, во-вторых, в печени происходит синтез нейтральных веществ (мочевины) из кислых азотистых соединений (NH4 и NH4Cl), которые образуются при окислении белков.

Белки плазмы, их роль

Белки плазмы - в норме 65 – 85 г/л. К ним относятся

альбумины (52 – 58%), глобулины и фибриноген. Белки выполняют следующие функции:

а) определяют величину онкотического давления

(благодаря этому белки играют важную роль в транскапиллярном обмене воды, влияя на общую массу циркулирующей крови);

б) буферные свойства крови (за счет их амфотерности);

Избыток водородных ионов H+ присоединяется к СОО- группе, а избыток ОН- присоединяется к группы. Благодаря амфотерности белки плазмы участвуют в сохранении рН крови на постоянном оптимальном уровне.

определяющих уровень иммуноглобулинов G, M, A, E); е) гемостатическую (за счет фибриногена).

Гемолиз и его виды. Осмотическая стойкость эритроцитов

Гемолиз – это разрушение оболочки эритроцита. В зависимости от причины разрушения оболочки различаем

127

следующие виды гемолиза: 1) осмотический – при этом разрушение оболочки эритроцитов возникает в гипотоническом растворе; 2) химический – разрушение оболочки эритроцитов происходит в кислотах или щелочах; 3) термический – разрушение оболочки эритроцитов происходит при повышении температуры; 4) токсический – разрушение оболочки эритроцитов происходит за счет микробов или токсинов животного происхождения; 5) механический – разрушение эритроцитов происходит при сильной тряске. Возникновение осмотического гемолиза зависит от осмотической стойкости (резистентности)

эритроцита – способности эритроцита выдерживать снижение осмотического давления раствора. Осмотическая стойкость эритроцита – это наибольшая концентрация гипотонического раствора, при котором происходит разрушение оболочки эритроцитов. Например, эритроцит с осмотической резистентностью 0,5% начинает разрушаться в 0,5% растворе NaCl. Если этот эритроцит поместить в раствор концентрация которого больше 0,5%, то эритроцит только набухает, но не разрушается. Если этот эритроцит поместить в раствор концентрация которого меньше 0,5% он также разрушается. Минимальная осмотическая стойкость эритроцитов соответствует 0,5% раствору NaCl – начало гемолиза. Максимальная осмотическая стойкость эритроцитов крови человека 0,38% раствор NaCl, поэтому при 0,38% растворе NaCl происходит полный гемолиз.

Основные константы крови (количество, вязкость, осмотическое и онкотическое давление, рН, гематокритный показатель, СОЭ)

Количество крови – в норме у человека количество крови составляет 13-ю часть веса. Например, у человека весом 65 кг должно быть 5 литров крови, а у человека весом 91 кг – 7 литров крови. Количество крови можно определить двумя способами: 1) методом разведения индеферентного

128

красителя – этим способом можно определить только плазму; 2) с использование радиоактивных изотопов – этим способом можно определить только количество форменных элементов, зная гематокритный показатель, можно определить общее количество крови. Гематокритный показатель – объёмное соотношение форменных элементов и плазмы, определяется при помощи центрифугирования крови. В норме этот показатель равен 40-45%. Вязкость крови – в норме составляет 4,5 – 5,0. Этот показатель зависит от количества форменных элементов и белков плазмы. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) – измеряется величиной столба плазмы, освобождающейся от эритроцитов при их оседании из цитратной смеси в специальной пипетке и измеряется в мм за 1 час. В норме этот показатель равен от 2 до 9 мм за час. СОЭ зависит от многих факторов: количества эритроцитов, их

морфологических особенностях и белкового состава плазмы.

На СОЭ влияет физиологическое состояние организма. Так, например, при беременности, воспалительных процессах, эмоциональном напряжении СОЭ увеличивается. рН – определяется концентрацией водородных ионов, которая выражается отрицательным логарифмом молярной концентрации ионов водорода. В норме рН крови составляет 7,36 – 7,4. Поддержание рH крови является важнейшей физиологической задачей – если бы не существовало механизма поддержания рH, то огромное количество кислых продуктов, образующихся в результате метаболических процессов вызывало бы закисление крови (ацидоз – при этом происходит уменьшение рH). В меньшей степени в организме накапливаются в процессе метаболизма щелочи, которые могут снизить содержание водородных ионов (алкалоз – при этом происходит увеличение рН). По изменению водородных ионов в крови различаем ацидоз и алкалоз. Ацидоз и алкалоз бывают газовый, или дыхательный и негазовый, или метаболический. Газвый ацидоз зависит от накопления углекислого газа, что отмечается при гиповентиляции (уменьшении функции легких). Газовый алкалоз отмечается

129

при избыточном выделении углекислого газа, что отмечается при гипервентиляции (услении функции легких). Метаболический ацидоз возникает при накоплении в организме органических кислот. Например, при циррозе печени происходит накопление молочной кислоты, что приводит к ацидозу. По способности компенсировать избыток водородных ионов или гидроксильных различают компенсированный и некомпенсированный ацидоз и алкалоз. При некомпенсированном ацидозе и алкалозе происходит изменение рН крови (при ацидозе снижается, а при алкалозе – увеличивается). При компенсированном ацидозе и алкалозе рН неизменяется (происходит компенсация химическим или физиологическим механизмами). При этом изменяется буферная емкость (БЕ). Онкотическое давление крови – это часть осмотического давления, которая образуется за счет белков плазмы. В норме это давление равно 25-30 мм рт.ст., то есть в 200 раз меньше осмотического давления. Известно, что белки являются гидрофильными (любят воду), поэтому это давление играет большую роль в регуляции обмена воды между капиллярами и тканями организма. Если онкотическое давление более 30 мм рт.ст., тогда вода удерживается в сосудистом русле и уменьшается транскапиллярная фильтрация, что приводит к увеличению объема циркулирующей крови за счет жидкой ее части, то есть при этом гематокритный показатель уменьшается. Если онкотическое давление меньше 25 мм рт.ст. (при уменьшении количества белков плазмы), тогда вода в сосудистом русле не удерживается и увеличивается транскапиллярная фильтрация, наблюдается отек ткани. При этом уменьшается объем циркулирующей крови за счет жидкой части, поэтому гематокритный показатель увеличивается. Осмотическое давление крови – это сила, способствующая диффузии (проникновению) растворителя через полупроницаемую мембрану, отделяющую растворы разной концентрации. При этом растворитель от раствора с более низкой концентрации переходит в раствор с более высокой концентрацией. В норме

130