ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ

11

Нарушение физиологических констант плазмы определяют состояние эритроцитов. Так, появление в ней гемолитических ядов, переливание иногруппной крови, действии некоторых растительных факторов вызывает разрушение оболочки эритроцитов - биологический гемолиз, под действием лекарственных препаратов или других химических веществ возникает химический гемолиз, замораживание или перегревание крови сопровождается термическим гемолизом, длительное взбалтывание или резкие механические воздействия приводят к механическому гемолизу.

Белки плазмы. Плазма крови содержит 4-4,5% альбуминов, 2-2,5% глобулинов, 0,3% фибриногена. Они выполняют следующие функции:

-обеспечивают оптимальную вязкость плазмы, что определяет характер кровотока (при снижении вязкости крови эритроциты начинают двигаться турбулентно, что нарушает кровообращение);

-способствуют поддержанию онкотического давления плазмы, а, следовательно, и водного баланса организма;

-являются резервом для построения тканевых белков;

-обеспечивают процессы роста, развития и дифференцировки тканей;

-являются переносчиками гормонов, витаминов, метаболитов, микроэлементов, липидов, пигментов и других веществ;

-принимают участие в регуляции активной реакции крови (рН);

-участвуют в свертывании (фибриноген, протромбин и др);

-являясь фактором специфического и неспецифического иммунитета, обеспечивают защиту организма (глобулины);

-стабилизируют эритроциты и определяют скорость их оседания (СОЭ);

-осуществляют передачу генетической информации;

-характеризуют групповую принадлежность крови.

Осмотическое давление, создаваемое белками крови, называется онкотическим давлением (Ронк). Величина Ронк меньше осмотического давления (25-30 мм.рт.ст.), что объясняется небольшим количеством грамм-молекул белков и их низкой подвижностью. Белки плазмы представлены преимущественно альбуминами и глобулинами, но альбумины имеют большую моляльную концентрацию, поэтому величина онкотического давления определяется в большей мере альбуминами. Количество белков в плазме крови намного больше, чем в тканевой жидкости (6-8% против 0,5%), соответственно и онкотическое давление в данных компонентах внутренней среды различно.

Значение онкотического давления крови в обмене воды хорошо иллюстрирует схема Старлинга (рис 5). Гидростатическое давление в капилляре, создаваемое работой сердца, обеспечивает фильтрацию воды с растворенными низкомолекулярными веществами из капилляра в тканевую жидкость, а белки плазмы, неспособные проникать через базальную мембрану сосудов, удерживают ее в капилляре.

Снижение содержания белков в плазме крови, особенно альбуминов, ведет к потере жидкости плазмой и отеку тканей. Наоборот, увеличение белков

12

способствует задержке воды в крови. На способности белков удерживать воду с растворенными веществами в кровяном русле основано применение таких плазмозаменяющих противошоковых препаратов, как полиглюкин, реополиглюкин, желатиноль и др.

Реакция крови. Кровь обладает активной реакцией (рН), которая определяется соотношением концентраций [Н+] и [ОН] ионов. От соотношения кислот и оснований внутренней среды прямо зависит направление и интенсивность окислительно-восстановительных процессов, активность ферментов, витаминов и микроэлементов, расщепление и синтез белков, углеводов и жиров, нуклеиновых кислот, функции клеток, органов и систем. Показатель кислотно-основного состояния обычно определяют только по концентрации Н+ ионов (водородный показатель). В свою очередь, для оценки [Н]+ используется отрицательный десятичный логарифм концентрации, т.е. рН = - log [Н]+. Таким образом, раствор с нейтральной реакцией имеет [Н]+= 10-7, с кислой реакцией - [Н]+ >10-7, а со щелочной реакцией -[Н]+ <10-7. Следовательно, для нейтрального раствора рН = 7, для кислотного – менее 7, а

для щелочного – более 7. Реакция крови слабощелочная, рН равен 7,34 –

7, 40. На состояние кислотно-основного равновесия внутренней среды, главным образом, влияет уровень метаболизма, так как в результате образуется большое количество органических сильных кислот (молочной, пировиноградной и др.), которые способны сдвинуть реакцию в кислую сторону.

В организме существуют мощные гомеостатические механизмы, поддерживающие константу рН. Это физико - химические (буферные системы,

13

процессы нейтрализации, окисления, растворения, разбавления, разрушения и др.) и физиологические механизмы (функция легких, почек, ЖКТ, костной ткани).

Значительную роль в физико-химических механизмах играют буферные системы, которые способны сглаживать смещение рН при добавлении к ним

кислот или щелочей. Различают буферные системы: бикарбонатную (Н2СО3/ NaНСО3), фосфатную (NaН2РО4/ Nа2НРО4), белковую (RСООНNH2) и гемоглобиновую (ННb / КНb). Каждая система характеризуется буферной

емкостью и соотношением ее компонентов.

Наибольшей буферной емкостью (количеством кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к буферной смеси, чтобы сдвинуть рН на единицу) обладают гемоглобиновая буферная система. Она составляет около 75% всей емкости крови. Бикарбонатный буфер наиболее активный, несмотря на то, что только 20-40 % приходится на его емкость. Это связано с тем, что он легко образуется в организме, поступающие в кровь кислоты и щелочи в первую очередь вступают в реакцию с данными компонентами, он образует единую систему с другими буферными системами и по нему судят о состоянии всей буферной системы организма. Фосфатный и белковый буфера имеют меньшую емкость и играют основную роль в тканях.

Рис.6. Схема отклонений рН от нормальных величин.

При поступлении большого количества кислот и оснований в кровь, в ней могут происходить определенные сдвиги кислотно-основного состояния, к которым относятся ацидоз (сдвиг рН в кислую сторону) и алкалоз (сдвиг рН в

14

щелочную сторону). Эти сдвиги могут быть как компенсированными, при этом уменьшается буферная емкость, но не меняется рН, так и некомпенсированными со снижением емкости и изменением рН. В организме чаще возникает метаболический ацидоз в результате выделения большого количества кислых продуктов обмена, но в горах при гипервентиляции из-за избыточного удаления СО2 возможно возникновение дыхательного алкалоза.

В медицинской практике физико-химические свойства крови учитываются при составлении, производстве и применении средств перфузионной терапии - плазмозаменяющих растворов или кровезаменителей. Кровезаменители – это разработанные препараты, которые при их внутривенном введении в организм могут только в определенной мере заменить лечебное действие донорской крови. Эти средства применяются при кровопотерях, обезвоживаниях и интоксикациях организма, а также с целью предупреждения и лечения нарушений капиллярного кровотока, связанных с травматическим, операционным и ожоговым шоком. Кроме этого, изотонический (физиологический) раствор NaCl применяют для промывания ран, глаз, слизистой оболочки носа и для растворения различных лекарственных препаратов.

Основные требования, предъявляемые к средствам перфузионной терапии и плазмозаменяющим растворам:

-соответствие состава входящих в раствор компонентов с основным составом плазмы крови;

-сбалансированность показателей составляемых растворов с физикохимическими константами крови, а именно, сходность по вязкости, осмотическому и онкотическому давлениям, рН;

-вводимый препарат должен восстановить хотя бы одну из основных функций крови;

-составные части растворов не должны быть анафилактогенными и вызывать сенсибилизацию организма при повторных введениях;

-растворы должны выдерживать стерилизацию и храниться в течение длительного времени без изменения своих физико-химических и биологических свойств;

-трансфузионные препараты должны выводиться из организма, не нарушая функции органов.

Практическая часть

Перечень работ:

1.Демонстрация цельной и отцентрифугированной крови.

2.Наблюдение за изменением веса мышечной ткани в гипо - и гипертонических растворах.

Наблюдение различных видов гемолиза.

15

Работа 1. Демонстрация цельной и отцентрифугированной крови.

Цель работы: Ознакомиться с внешним видом цельной и разделенной на составные части (плазма и форменные элементы) крови.

Необходимо для работы; две центрифужные пробирки, 5-10 мл крови, 5%- ный раствор лимоннокислого натрия, центрифуга.

Объект исследования - любое крупное лабораторное животное.

Ход работы. Набрать кровь, добавить в неѐ противосвертывающее вещество (2-3 капли гепарина или 5%- го раствора цитрата натрия в соотношении 9:1), разлить по пробиркам. В одной из пробирок кровь отцентрифугировать и сделать сравнение содержимого двух пробирок.

Рекомендации к оформлению работы: Зарисуйте в тетрадь вид двух пробирок с отцентрифугированной и цельной кровью, покажите соотношение плазмы и форменных элементов крови.

Выводы:

Работа 2. Наблюдение за изменением веса мышечной ткани в гипо- и гипертоническом растворах.

Цель работы: Изучить влияние осмотического давления на обмен воды в тканях, что должно отразиться на весе мышцы.

Необходимо для работы: свежая мышечная ткань, аптечные весы, два стаканчика, фильтровальная бумага, дистиллированная вода, 5% раствор NaCI (гипертонический раствор).

Объект исследования - любое лабораторное животное.

Ход работы. Отпрепаровать два кусочка мышцы животного, уравновесить их на весах. Один кусочек опустить на 5-10 мин. в стаканчик с гипотоническим раствором (с дистиллированной водой), второй – с гипертоническим. Затем оба кусочка слегка обсушить фильтровальной бумагой и сравнить их вес.

Рекомендации к оформлению работы: Запишите в тетрадь полученные результаты и опишите внешний вид тканей, опущенных в гипо – и гипертонические растворы.

Вывод:

Работа 3. Наблюдение различных видов гемолиза.

Цель работы: показать, что гемолиз возникает при любых воздействиях, разрушающих клеточную мембрану эритроцитов.

Необходимо для работы: штатив с шестью пробирками, спиртовка, 0,9%- ный физиологический раствор, 0,1N раствор соляной кислоты, дистиллированная вода, сапонин, пипетки на 1-2 мл, кровь с антикоагулянтом, стеклянные палочки.

Ход работы. Берется штатив с шестью пробирками. В первые три пробирки наливают по 1 мл физиологического раствора, в четвертую – 1 мл дистиллированной воды, в пятую – 1 мл физиологического раствора и добавить

16

немного сапонина, а в шестую – 1 мл 0,1N соляной кислоты. Затем в каждую пробирку добавляют по капле крови и тщательно перемешивают содержимое пробирок. 1,4,5 и 6-ю пробирки оставляют в штативе на 10-20 мин. Вторую пробирку сильно встряхивают в течение нескольких минут, а третью – подогревают. Посмотреть все пробирки на свет. Первая пробирка – контрольная (раствор мутно-красный из-за взвеси эритроцитов). Во второй и четвертой пробирках раствор окрашивается в прозрачно розово - красный цвет («лаковая» кровь), в третьей, пятой и шестой пробирках – в буроватый (разрушение эритроцитов и гемоглобина в результате их денатурации и химической реакции)

Рекомендации к оформлению работы: Зарисуйте в тетрадь вид гемолизированной и нормальной крови. Укажите, какой вид гемолиза произошел в каждой пробирке и причину его возникновения.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие компоненты внутренней среды Вы знаете, где они находятся? 2.Что такое гисто - гематические барьеры, их функция?

3.Объясните роль гомеостаза в организме.

4.Чем характеризуются жесткие и пластичные константы гомеостаза?

5.Перечислите функции крови.

6.При каких условиях кровь выполняет основную часть своих функций? 7.Укажите основные компоненты крови.

8.Какие условия могут изменить гематокрит?

9.Перечислите функции органических веществ плазмы.

10.Назовите основные функции белков плазмы. 11.Что такое «осмос» и «осмотическое давление»?

12.В чем отличие осмотического и онкотического давлений крови? 13. Почему онкотическое давление меньше осмотического? 14.Каким образом онкотическое давление влияет на водный обмен?

15.Может ли физиологический раствор полностью заменить плазму и почему?

16.Объясните состояние тканей и эритроцитов в растворах с различным осмотическим давлением.

17.В каких случаях применяют физиологические растворы?

18.Чем отличаются изотонические растворы от изоионических?

19.Объясните значение рН в организме.

20.Перечислите основные физико-химические механизмы, поддерживающие постоянство рН.

21.Перечислите основные физиологические механизмы, поддерживающие постоянство рН.

22.Дайте характеристику буферных систем крови.

23.Назовите сдвиги рН и обоснуйте их возникновение.

17

Тестовые задания:

1.Гемолизом называется: А) оседание эритроцитов; Б) склеивание тромбоцитов;

В) разрушение эритроцитов; Г) постоянство внутренней среды.

2.Силы, участвующие в обмене воды между кровью и интерстициальной жидкостью:

А) осмотическое давление; Б) онкотическое давление;

В) кислотно-основное состояние крови; Г) гидростатическое давление.

Ситуационные задачи:

1.Вопрос:

У больного наблюдается обезвоживание в результате обильной рвоты и диарреи. Как это отразится на показателях крови? Чем можно восполнить потерю воды организмом?

Ответ:

При обильной рвоте и поносе происходит потеря воды вместе с минеральными солями. Это приводит к нарушению физико-химических свойств крови (повышению гематокрита, вязкости, плотности, рН крови). Обмен веществ изменяется, нарушается функция сердечно-сосудистой, дыхательной, нервной систем. Потерю жидкости необходимо восстанавливать изоионическими растворами, так как нарушены не только общие функции солей (осмотическое давление), но и их специфическая роль. Введение сбалансированного количества солей и воды восстановит все показатели крови и ОЦК.

2.Вопрос:

Рассчитайте количество крови у мужчины весом 75 кг. Ответ:

Количество крови у мужчин составляет 7-8% от их массы тела (у женщин- 6-7%). Составляем пропорцию: масса тела (75кг) - 100%

количество крови – 8%,

производим расчет: масса 75кг 8 , откуда количество крови равно 6 л.

100

18

Таблица 1.

Гомеостатические параметры крови

Темы для реферативных докладов

1.Кровь как внутренняя среда организма.

2.Гомеостаз и механизмы его поддержания.

3.Роль осмотического и онкотического давлений крови в обеспечении водного обмена между сосудами и тканями организма.

4.Физико-химические и физиологические механизмы регуляции кислотноосновного состояния в организме.

Литература:

1.Гомеостаз./ Под ред. П. Д. Горизонтова. – М.,1981. 2.Физиология человека. /Под ред. Г.И.Косицкого.- М.,1985.

3.Физиология человека. /Под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса.- т. 3. М.1986 4.Основы физиологии человека.- т.1/Под ред. Б. И. Ткаченко.- Санкт-

Петербург, 1994.

5.Атлас по нормальной физиологии. Коробков А.В., Чеснокова С.А., М. Высш. школа, 1986.

6.Физиология крови. Методическое пособие к практическим занятиям по нормальной физиологии. – Фрунзе. КГМИ. 1981.

20

Домашнее задание

1.Нарисовать строение эритроцита, гемоглобина и разных видов лейкоцитов.

2.Заполнить таблицу 3 «Гомеостатические параметры крови».

Основополагающий материал

Более плотную часть крови (40-45%) представляют три вида форменных элементов: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Схема их развития представлена на рис.7.

Эритроциты составляют основную массу клеток крови В норме их количество у женщин составляет 4-4,5 х 1012/л, или 4-4,5млн в 1 мм3, а у мужчин – 4,5-5 х 1012/л, или 4,5-5 млн в 1 мм3 крови. Данный показатель зависит от уровня обмена веществ, поэтому у новорожденных, у детей, а так же у мужчин эта величина больше, чем у женщин. Понижение парциального давления кислорода в атмосферном воздухе (напр. в высокогорье), так же способствует увеличению этого показателя (эритроцитозу). Снижение количества эритроцитов носит название эритропении и подобное явление может возникать при кровопотере, нарушении функций красного костного мозга и др. состояниях.

Основная функция эритроцитов заключается в транспорте кислорода из легких к тканям, а углекислого газа в противоположном направлении. Кроме того, они определяют величину гематокрита, вязкости и плотности крови; адсорбируя на мембране большое количество биологически активных веществ, белков, витаминов, выполняют транспортную функцию; являются составной частью красного тромба; за счет гемоглобина участвуют в регуляции кислотноосновного гомеостаза, а наличие антигенов на мембране определяет групповую принадлежность крови.