24. РН крови. Буферные системы крови и их характеристика. Буферный резерв крови. Функциональная система поддержания оптимального для метаболизма постоянства реакции (pH) крови.

Концентрация водородных ионов, которая выражается отрицательным логарифмом молярной концентрации ионов водорода – рН (рН=1 означает, что концентрация равна 10^-1 моль/л; рН=7 означает, что концентрация ионов составляет 10^-7 моль/л, или 100нмоль), существенно влияет на ферментативную деятельность, на физико-химическую свойства биомолекул и надмолекулярных структур. Норма рН: внутри клетки – рН=7,0 или 100 нмоль/л, внеклеточная жидкость – рН 7,4, или 40 нмоль/л, артериальная кровь – рН 7,4, или 40 нмоль/л, венозная кровь – рН 7,35, или 44 нмоль/л. Крайние пределы колебаний рН крови, совместимые с жизнью, - 7,0-7,8, или от 16 до 100 нмоль/л.

Буферные системы крови:

1. Гемоглобиновый буфер находится в эритроцитах.

Поддержание оптимального кислотно-основного состояния крови. Восстановленный гемоглобин – HHb, HHb+КОН=КНb+H₂O; KHb+KCl=HHb+KCl.

Представлен системой "дезоксигемоглобин-оксигемоглобин". При накоплении в эритроцитах избытка водородных ионов дезоксигемоглобин, теряя ион калия, присоединяет к себе ион водорода (связывает ионы водорода). Этот процесс происходит в период прохождения эритроцита по тканевым капиллярам, благодаря чему не возникает закисления среды, несмотря на поступление в кровь большого количества угольной кислоты. В легочных капиллярах в результате повышения парциального напряжения кислорода гемоглобин присоединяет кислород, отдавая ионы водорода, которые используются для образования угольной кислоты и в дальнейшем выделяется через легкие.

2. Карбонатный буфер.

H₂CO₃+KOH=KHCO₃+H₂O; KHCO₃+HCl=H₂CO₃+KCl; H₂CO₃=H₂O+CO₂. Емкость буфера пост. За счет частоты дыхания.

Представлен бикарбонатом (гидрокарбонатом) натрия и угольной кислотой (NaHCO₃/H₂CO₃)/ В норме соотношение этих компонентов должно быть 20:1, а уровень бикарбонатов – в пределах 24 ммоль/л. При появлении в крови избытка ионов водорода в реакцию вступает бикарбонат натрия, в результате чего образуется нейтральная соль и угольная кислота, происходит замена сильной кислоты (хорошо диссоциирующей на анион и ионы водорода) на более слабую кислоту (она слабее диссоциирует на анион и ион водорода), какой является угольная кислота. Избыток угольной кислоты выделяется легкими. При появлении в крови избытка щелочи или щелочного продукта в реакцию вступает второй компонент бикарбонатного буфера – угольная кислота, в результате чего образуется бикарбонат натрия и вода. Избыток бикарбоната натрия удаляется через почки. Таким образом, благодаря легким и почкам соотношение между бикарбонатом и угольной кислотой поддерживается на постоянном уровне, равном 20:1.

3. Фосфатный буфер.

KH₂PO₄+KOH=K₂HPO₄+H₂O; K₂HPO₄+HCl=KH₂PO₄+KCl.

Представлен солями фосфорной кислоты, двух- и однозамещенным натрием (Na₂HPO₄ и NaH₂PO₄) в соотношении 4:1. При появлении в среде кислого продукта образуется однозамещенный фосфат NaH₂PO₄ – менее кислый продукт, а при защелачивании образуется двузамещенный фосфат Na₂HPO₄. Избыток каждого компонента фосфатного буфера выводится с мочой.

4. Белковый буфер.

Функциональная система поддержания рН: ЦНС (гипоталамус, дыхательный центр) – поведение: внешнее дыхание; функции почек, функции ЖКТ, рег. Метаболизма – результат: 7,4 – хеморецепторы.

За счет наличия в составе белков плазмы щелочных и кислых аминокислот белок связывает свободные ионы водорода, т.е. препятствует закислению среды; одновременно он способен сохранить рН среды при ее защелачивании.

Поддержание рН крови является важнейшей физиологической задачей – если бы не существовало механизма поддержания рН, то огромное количество кислых продуктов, образующихся в результате метаболических процессов вызывало бы закисление (ацидоз). Можно выделить 4 основных механизма поддержания КЩР (кислотно-щелочного равновесия): буферирование; удаление углекислого газа при внешнем дыхании; регуляция реабсорбции бикарбонатов в почках; удаление нелетучих кислот с мочой (регуляция секреции и связывания ионов водорода в почках).

Дыхательный (респираторный) механизм регуляции, деятельность почек; ацидоз <= 7,4 <= алкалоз; респираторный ацидоз <= 7,4 => респираторный алкалоз (почки); почки ацидоз <= 7,4 => почки алкалоз (респират.)

25. Функциональная система поддержания оптимального для метаболизма агрегатного состояния крови: свертывающая и противосвертывающая системы крови. Механизм свертывания крови: основные стадии и их характеристики.

Кровь обладает текучестью, зависящей от уровня гематокрита, содержания в плазме белков и других факторов. Основная роль принадлежит системе РАСК (регуляции агрегатного состояния крови). В интактном организме текучесть крови максимальная, что способствует оптимальному кровообращении. При травме кровь должна свертываться. Это гемостаз. В основе гемостаза лежат сложнейшие механизмы, в которых принимают участие многочисленные факторы свертывающей, противосвертывающей и фибринолитической систем. Первые шаги по пути раскрытия механизмов свертывания крови сделал более 100 лет тому назад дерптский физиолог А. А. Шмидт. Он обнаружил некоторые факторы свертывания, признал ферментативную природу реакций и их фазность. В ответ на повреждение сосуда развертываются два последовательных процесса – сосудисто-тромбоцитарный гемостаз и коагуляционных гемостаз.

Противосвертывающие механизмы – это вещества, которые растворяют тромб, оказывая фибринолитическое действие, и вещества, препятствующие свертыванию крови, которые называются антикоагулянтами.

Свертывающая система крови.

Процесс свертывания: повреждение – сосудисто-тромбоцитарный гемостаз:

1. Констрикция (сужение) сосудов: рефлекторно (боль); серотонин, адреналин, тромбоксан А2.

2. Адгезия (тромбоциты начинают приклеиваться к стенкам поврежденного сосуда); агрегация тромбоцитов (слипаются друг с другом); "белый тромб" – сгусток тромбоцитов, уплотняется (ретракция)

Коагуляционный гемостаз – ряд последовательных реакций с участием факторов свертывания крови – эти факторы есть в плазме, в тканях, клетках, в клетках поврежденных сосудов; 12 факторов свертывания крови:

I. из фибриногена (синтезируется в печени) образуется фибрин (основной компонент тромба)

II. Протромбин – основной белок плазмы, образуется в печени – тромбин (активирует фибриноген)

III. тканевой тромбопластин – образуется в печени.

IV. ионы кальция

V. проакцелерин, или Ас-глобулин (он же VI фактор)

VI. нет. (был активированный проакцелерин)

VII. проконвертин

VIII. антигемофильный глобулин А

IX. антигемофильный глобулин В (фактор Кристмаса)

X. фактор Стюарта-Прауэра

XI. антигемофильный глобулин С (плазменный тромбопластин)

XII. фактор Хагемана (фактор контакта)

XIII. фибринстабилизирующий фактор

XIV. фактор Флетчера (прокалликреин)

XV. фактор Фитцжеральда (кининоген)

Свертывание происходит в 4 фазы. В первой фазе образуется протромбиназа – сложный комплекс – фермент, способствующий переходу протромбина в тромбин (вторая фаза). Третья фаза – образование фибрина из фибриногена под влиянием тромбина. Затем происходит 4-ая фаза – ретракция или уплотнение сгустка.

Основные этапы гемкоагуляции.

1. Образование протромбиназы (X_a+V_a+Ca²⁺+фосфолипиды) - протромбин→тробмин→фибриноген→фибрин. Самый долгий, происходит в тканях (внешний механизм)и внутри сосуда (внутренний).

Внутренний путь: сводится к активации X фактора. III →VII→VII_a (Ca²⁺, фосфолипиды)→VII_a и VIII_a дают комплекс тот же, что и во внешнем механизме - X→X_a+V_a+Ca²⁺+ ФЛ.

Внешний путь: в результате взаимодействия крови с тканью активируется тканевой тромбопластин (III). XII→XII_a→XI→XI_a→IX→IX_a→VIII→VIII_a→тот же комплекс VII_a и VIII_a - X→X_a+V_a+Ca²⁺+ ФЛ.

2. Заключается в переходе протромбина в активный фермент тромбин. Для этого требуется протромбиназа. Процесс идет очень быстро и лимитирующим является лишь появление в крови протромбиназы.

3. Образование фибрина. Под влиянием тромбина и ионов кальция от фибриногена отщепляются фибринопептиды А и В и он превращается в растворимый белок – фибрин. Фибриноген→фибрин→полимер→ретракция "красный тромб". Для эффективной закупорки раны под влиянием тромбостенина тромбоцитов происходит ретракция сгустка.