5. Кислотно-основное состояние плазмы крови

Кислотно-основное состояние (КОС) или кислотно-щелочное равновесие (КЩР) плазмы крови зависит от содержания в ней кислот (угольная, молочная и др.) и буферных оснований (бикарбонаты, фосфаты, белки). Интегральным показателем КОС является водород­ный показатель (активная реакция) плазмы - pH (от лат. pondus Hydrogenii - значение водорода). Значение pH определяется моляр­ной концентрацией ионов водорода:

_PH=-lg[H4

Например, если [Н⁺] = 10'⁷ моль/л, то pH = 7, что соответствует нейтральной реакции среды.Чем больше концентрация ионов Н⁺ (кислотность), тем меньше pH. Таким образом в щелочной среде pH > 7, в кислой pH < 7.

Норма pH артериальной крови: 7.34 - 7.45 (слабо щелочная реак­ция). КОС плазмы поддерживается: 1) легкими (выведение углекисло­ты); 2) почками (выведение кислот и оснований); 3) органами желу­дочно-кишечного тракта (выведение НС1, бикарбонатов); 4) буферны­ми системами крови.

К буферным системам крови относятся: 1) карбонатный буфер (основной буфер плазмы крови и внутренней среды в целом); 2) фос­фатный буфер; 3) гемоглобин (основной буфер эритроцитов); 4) белки плазмы.

Наиболее значимым с клинической точки зрения является карбо­натный буфер, образованный угольной кислотой (ШСОз) и ее анио­ном -- бикарбонатом (НСОз). Принцип действия этого буфера можно представить следующей схемой:

карбоангидраза

Н⁺ + НСОз” Н₂СОз Ш) + со₂

При накоплении ионов Н⁺ равновесие в смещается в сторону об­разования НгО и СОг, последний удаляется легкими, и сдвига pH не происходит. Скорость работы карбонатного буфера значительно увеличивается ферментом эритроцитов - карбоангидразой, катализи­рующей прямую и обратную реакцию распада угольной кислоты с образованием углексилого газа.

Накопление в организме кислых продуктов, или уменьшение со­держания оснований называется ацидозом; противоположное изме­нение КОС называется алкалозом. В обоих случаях, буферные систе­мы способны до определенного предела поддерживать pH в границах нормы - компенсированный ацидоз или алкалоз. При истощении воз­можностей буферных систем, pH становится ниже или выше нормы - декомпенсированный ацидоз или алкалоз. Изменение pH в любую сторону нарушает работу ферментов, что приводит к тяжелым нару­шениям обмена веществ и физиологических функций. Отклонения pH выше 8 или ниже 6 несовместимы с жизнью:

6. Эритроциты

Эритроциты (от греч. erythros - красный) - самые многочислен­ные форменные элементы крови, имеют диаметр около 7.55 мкм и являются постклеточными структурами, лишенными ядра и органелл. Поверхность эритроцитов, как и большинства клеток организма, заряжена отрицательно. Носителем этого заряд являются адсорби­рованные на мембране белки и сиаловые кислоты. Одноименный заряд эритроцитов препятствует их аггрегации (слипанию).

Эритроциты содержат дыхательный пигмент гемоглобин, в со­единении с которым транспортируется 99% кислорода и 10% углеки­слого газа крови. Гемоглобин обладает также буферными свойства­ми. Разрушение эритроцитов {гемолиз) приводит к выходу гемогло­бина в плазму, в результате чего повышается вязкость крови, и нару­шается микроциркуляция, а гемоглобин ускоренно разрушается и выводится через почки. Эритроциты содержат также карбоангидразу фермент, обеспечивающий работу карбонатного буфера (см. стр. 11). Карбоангидраза участвует в транспорте углекислого газа кровью, ускоряя в тканях переход СОг в НСОз" (основная транспорт­ная форма углекислого газа) и обратный переход в легких.

Функции эритроцитов. Благодаря наличию гемоглобина и кар- боангидразы эритроциты: 1) выполняют дыхательную функцию (прежде всего - транспорт кислорода) и 2) участвуют в поддержании кислотно-основного состояния крови. Кроме того, эритроциты: 3) участвуют в образовании тромбов; 4) могут переносить на своих мембранах некоторые аминокислоты и биологически активные веще­ства; 5) мембранные антигены эритроцитов определяют группу крови человека.

Эритроциты обладают своеобразной формой двояковогнутого диска (рис. 1), благодаря чему: а) увеличивается площадь поверхно­сти эритроцита, что способствует газообмену; б) облегчается обмен газов между плазмой крови и молекулами гемоглобина, расположен­ными в центре эритроцита; в) эритроциты могут сгибаться; что об­легчает их прохождение по капиллярам, имеющим меньший, чем эритроциты диаметр; г) увеличивается общее количество эритроци­тов, которое может содержаться в единице объема крови.

Эритропоэз (образование эритроцитов из стволовой клетки кро­ви) протекает в красном костном мозге в течение 5-7 дней, после чего зрелые эритроциты поступают в периферическую кровь, где цирку­лируют около 3 месяцев (100 -120 дней). Основным органом, где про­исходит естественное разрушение старых эритроцитов, является селе­зенка ("кладбище эритроцитов"). Поврежденные эритроциты разру­шаются также в печени и, в меньшей степени, в красном костном мозге. Разрушение около 10% эритроцитов (наиболее поврежденных) происходит в просвете кровеносных сосудов.

Для нормального эритропоэза требуется достаточное количество белка, железа и витамина Вп (необходим для деления клеток). Вита­мин В12, поступающий с пищей, всасывается в тонкой кишке при обя­зательном присутствии фактора Кастла - гастромукопротеида, вы­рабатываемого слизистой желудка. Эритропоэз стимулируется эри- тропоэтином - биологически активным веществом, которое выраба­тывается преимущественно в почках. Основным стимулом для повы­шения секреции эритропроэтина является гипоксия (недостаток ки­слорода в тканях). Эритропоэз усиливается также мужскими половы­ми гормонами, глюкокортикоидами, адреналином. Женские половые гормоны в высоких концентрациях, наоборот, угнетают эритропоэз.

Для определения содержания эритроцитов в крови используют камеру Н.К. Горяева - стеклянную пластинку с прямоугольным уг­лублением, на дно которого нанесена сетка с квадратными ячейками известных размеров. Исследуемую кровь помещают в углубление камеры под притертое покровное стекло (при этом над каждым большим квадратом сетки оказывается 1/250 мкл жидкости). Для облегчения подсчета эритроцитов, кровь перед исследованием разво­дят в пробирке физиологическим раствором в 200 раз (раньше для этого использовали специальные смесители - меланжеры). Под мик­роскопом подсчитывают количество эритроцитов в 5 больших квад­ратах, то есть в 0.02 мкл (2*10^-8 л) разведенной крови. Содержание эритроцитов в 1 литре цельной крови (Ег) определяют по формуле:

р N

Ег = ру

где N - количество подсчитанных эритроцитов; V - объем про­смотренной жидкости (= 2*10 ⁸ л); р - степень разведения крови (= 200).

Все более широкое применение находят специальные приборы (целлоскопы), осуществляющие автоматический подсчет количества форменных элементов.

Норма содержания эритроцитов в крови: у мужчин - 4.5-5.5 *10¹²/л, у женщин - 3.9-4.7 *10^,2/л.

Повышение содержания эритроцитов в единице объема крови называется эритроцитозом, снижение - эритропенией (от греч. penia - бедность). Как эритроцитоз, так и эритропения могут быть: а) отно­сительными - вызванными изменением объема плазмы (см. стр. 14 - причины изменения показателя гематокрита) или выходом эритроци­тов из депо (перераспределительный эритроцитоз); б) абсолютными - вызванными изменениями общего количества эритроцитов в крови.

Абсолютная эритропения возникает при:

1. кровопотере (постгеморрагическая анемия);

2. повышенном разрушении эритроцитов (.гемолитическая ане­мия);

3. торможении эритропоэза, например, при дефиците белка, Fe, витамина В12, токсическом, лучевом и других поражениях красного костного мозга.

Абсолютный эритроцитоз возникает при усиленном образова­нии эритроцитов: вследствие длительной гипоксии (при дыхательной или сердечной недостаточности, у курильщиков), при опухолях кост­ного мозга, при опухолях почки с гиперпродукцией эритропоэтина и др.

Перечисленые состояния являются примерами патологического эритроцитоза. Различают также физиологический эритроцитоз, кото­рый является нормальной реакцией организма на определенные воз­действия. Абсолютный физиологический эритроцитоз наблюдается у лиц проживающих в условиях высокогорья (гипоксия) или постоянно занимающихся интенсивным физическим трудом или спортом. Крат­ковременный относительный эритроцитоз (перераспределительный) возникает при выполнении однократной физической нагрузки. Фи­зиологическая эритропения встречается реже: у женщин в период мен­струации (абсолютная) и при беременности (относительная, вызван­ная задержкой жидкости в организме).