Осмотическое (онкотическое) давление в растворах вмс
Растворы ВМС, как и коллоидные растворы, не подвергаются диализу, т.е. не проходят через полупроницаемую мембрану. Через мембрану проходят только молекулы растворителя, создавая при этом осмотическое давление. Кровь, лимфа, тканевые жидкости человека представляют собой водные растворы макромолекул и ионов многих веществ (КСI, NaCI и др.). Их суммарное осмотическое давление при 37о составляет 7,7 атм. Это давление является суммой давлений всех растворенных в плазме крови веществ, в том числе и белков. Особое значение в водном обмене между кровью и тканевой жидкостью имеет часть общего осмотического давления, которая обусловлена ВМС - белками. Эта часть осмотического давления называется онкотическим давлением. Оно невелико, составляя в норме всего около 0,004 атм.,(т.е. в 200 раз ниже осмотического давления) и тем не менее играет определенную роль в биологических процессах. Онкотическое давление растворов ВМС значительно увеличивается с ростом концентрации и может быть рассчитано по уравнению Галлера:
где: С - массовая доля полимера;
М - молярная масса полимера;
R – универсальная газовая постоянная;
Т - абсолютная температура;
К - константа, отражающая свойства растворителя.
Из этой формулы видно, что чем выше молярная масса полимера, тем меньше осмотическое давление. Онкотическому давлению принадлежит основная роль в поступлении воды в кровяное русло из тканевой жидкости. Это обусловлено тем, что низкомолекулярные вещества плазмы, в основном, электролиты, являются осмотически неактивными в данных условиях по отношению к тканевой жидкости, т.к. они беспрепятственно проникают через стенки кровеносных капилляров.
Онкотическое или коллоидно-осмотическое давление крови человека примерно 30 мм рт.ст., а тканевой жидкости и лимфы величиной в 10 м рт.ст. Под действием разности онкотического давления крови и лимфы величиной в 20 мм рт.ст. вода поступает из лимфы в кровь, т.е. к месту большей концентрации белков. При понижении содержания белка в крови (т.е. при гипопротеиноанемиях) вследствие заболевания органов пищеварения или потери белка с мочой (при заболеваниях почек) возникает разница в онкотическом давлении в тканевой жидкости и в крови. Вода устремляется в сторону более высокого давления, и в ткани возникают онкотические отеки подкожной клетчатки ("голодные" и "почечные" отеки).
8.7. Мембранное равновесие Доннана
В живых тканях всегда наряду с растворами белков и их солей, присутствуют также ионы обычных электролитов (NaCI, KCI, CaСI2, Na2HPO4, NaHCO3).
Присутствие в организме солей белков, отделенных клеточной мембраной от растворов электролитов, приводит к перераспределению электролитов и соответственно влияет на осмотическое давление по обе стороны мембраны. Перераспределение электролитов подчиняется уравнению мембранного равновесия, выведенного Доннаном.
,
где: х – количество ионов, прошедших через мембрану внутрь клетки; С(Н) – количество ионов электролита снаружи мембраны; С(В) – количество ионов электролита внутри клетки.
В присутствии полиэлектролитов всегда наблюдается явление перераспределения ионов через мембрану (эффект Доннана), что будет сказываться на осмотическом давлении, величине биопотенциалов. Поэтому в живом организме эффект Доннана является одной из причин сложных процессов изменения осмотического давления, изменения мембранного потенциала, ввиду перераспределения электролитов в присутствии полиэлектролитов - белков.