Физико-химические свойства крови

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Кровь относится к соединительной ткани и сочетает в себе свойства суспензии, коллоида и раствора электролитов.

Электролитные свойства крови зависят от содержания анионов и катионов. Количество и состав электролитов, а также неэлектролитов с низкой молекулярной массой (глюкоза и другие) определяют величину осмотического давления крови (в норме она равна 7,3 - 7,6 атм. или 745 - 760 кПа). Осмотическое давление крови – сила, с которой растворитель переходит через полупроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор.

Суспензионные свойства определяются, главным образом, способностью форменных элементов крови находиться во взвешенном состоянии. Эти свойства определяются белковым составом крови и соотношением фракций альбуминов и глобулинов. Например, при увеличении глобулинов и уменьшении альбуминов в крови суспензионная способность элементов крови снижается.

Коллоидные свойства обусловлены количеством белков плазмы. Эти свойства обеспечивают постоянство объема и жидкого состава крови. Количество и состав белков плазмы определяют величину онкотического давления крови (в норме она равна 22- 30 мм рт. ст., т. е. 3 4 кПа). Онкотическое давление крови – часть осмотического давления, создаваемого белками плазмы.

Вязкость крови обусловлена белками и форменными элементами крови, главным образом, эритроцитами. Однако в условиях патологии она может зависеть и от количества лейкоцитов. Вязкость крови в норме приблизительно равна 5, вязкость плазмы – 1,9-2,2 если вязкость воды принять за 2.

Относительная плотность (удельный вес) крови зависит от количества эритроцитов, содержания в них гемоглобина и белкового состава плазмы. Удельный вес крови в норме равен 1,050 - 1,064, плазмы - 1,025 - 1,030. Причем, у мужчин он больше, чем у женщин.

Активная реакция крови (рН) выражается отрицательным логарифмом молярной концентрации ионов водорода и определяется содержанием и отношением ионов Н⁺ и ОН^-. Величина рН – жесткая константа крови, то есть является величиной постоянной. Это обязательное условие для нормального течения жизненных процессов. Изменение рН на 0,3 – 0,4 единицы приводит к тяжелым для организма последствиям. В частности, рН артериальной крови составляет 7,42, а венозной - 7,35, вследствие увеличения кислых продуктов обмена в клетках. При рН 7,2 наступает коматозное состояние (потеря сознания, расстройство жизненно важных функций). При увеличении в крови ионов Н⁺ и уменьшении ОН^- рН крови сдвигается в кислую сторону (развивается ацидоз). При увеличении в крови ионов ОН^- и уменьшении Н⁺ рН крови сдвигается в щелочную сторону (возникает алкалоз). Граница жизни находится в пределах 7,0 – 7,8. В крови постоянно имеются вещества, способные сдвинуть реакцию крови в ту или другую сторону. Воспалительные процессы, а также состояние организма при диабете, отравлениях, голодании, заболеваниях желудочно-кишечного тракта сопровождаются изменением кислотности плазмы. Преимущественно создают ацидоз за счет кислых продуктов (молочная, фосфорная, серная кислоты, недоокисленные продукты – уксусная и ацетоуксусная кислоты). При белковой пище имеется большая возможность, для накопления в организме кислых продуктов, а при растительной пище - для накопления оснований.

Однако величина рН крови и тканей организмом удерживается на постоянном уровне благодаря деятельности специальной функциональной системы. Это обеспечивается буферными системами крови и информацией от специфических хеморецепторов, заложенных как в стенках сосудов, так и в тканях. В ЦНС поступают сигналы о возникновении сдвига в реакциях крови (если таковой действительно произошел). В промежуточном и продолговатом мозге находятся центры, регулирующие постоянство реакции крови. Оттуда по эфферентным нервам и по гуморальным каналам поступают команды к исполнительным органам, способным исправить нарушение гомеостаза.

К числу таких органов относятся все органы выделения (почки, легкие, потовые железы, стенка пищеварительного тракта и т. д.), которые выбрасывают из организма как сами кислые продукты, так и продукты их реакций с буферными системами. В печени происходит дезинтоксикация потенциально вредных продуктов, как кислых так и щелочных. Кроме этих внутренних органов есть и внешнее звено – поведенческое, когда человек целенаправлено ищет во внешней среде вещества, которых ему не хватает для поддержания гомеостаза ("Кисленького хочется!").

Буферными системами крови являются:

1) внутриклеточная буферная система гемоглобина эритроцитов (дезоксигемоглобин-оксигемоглобин) является основной, т. к. составляет 70–75 % всей буферной емкости крови;

2) буферная система карбонатная (угольная кислота - Н₂СОз, бикарбонат – NаНСОз);

3) буферная система фосфатная, она представлена одноосновным (NаН₂Р0₄, обладающим свойством слабой кислоты) и двуосновным фосфатом натрия (Nа₂НР0₄, обладающим свойством слабого основания).

4) буферная система белков плазмы (представлена амфотерными соединениями, способными фиксировать и кислые и основные вещества).

Все буферные системы крови, взятые вместе, создают в крови так называемый щелочной резерв, способный связывать кислые продукты, поступающие в кровь. Щелочной резерв плазмы крови в здоровом организме более или менее постоянен. Он может быть снижен при избыточном поступлении или образовании кислот в организме (например, при интенсивной мышечной работе, когда образуется много молочной и угольной кислот). Если это снижение щелочного резерва не привело еще к реальным изменениям рН крови, то такое состояние называют компенсированным ацидозом. При некомпенсированном ацидозе щелочной резерв расходуется полностью, что ведет к снижению рН (например, так бывает при диабетической коме).

Количество крови

В кровеносных сосудах циркулирует примерно 6 - 8 % (1/15 – 1/13 часть) от всей массы тела, т. е. 4 – 6 л. Например, человек массой 70 кг имеет около 5 л крови (у мужчин – 5,2 л, у женщин – 3,9 л).

Количество форменных элементов крови определяется соотношением следующих четырех взаимосвязанных процессов:

1) поэзом (эритро-, лейко-, тромбоцитопоэзом), 2) диерезом (разрушением эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов), 3) выбросом элементов крови из депо, 4) депонированием элементов крови в органах.

Каждый из этих процессов и все вместе находятся под контролем нервно-гормонально-гуморальных механизмов регуляции.

Состав крови

Кровь состоит из клеток крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов), составляющих 45 – 42% и из плазмы (жидкой части), составляющей 55 – 58%.

Часть объема крови, приходящаяся на долю основных элементов крови эритроцитов, называется гематокритом. У мужчин он равен 45%, у женщин - 42%. Величина эта может меняться в зависимости от условий внешней среды, высокогорье возраста, состояния организма. Так, у новорожденных величина гематокрита примерно на 10 % выше, а у детей младшего детского возраста она на 10 % ниже, чем у взрослых.

Плазма крови.

Основную часть (90–92%) плазмы составляет вода, меньшую часть (8–10 %) – сухое вещество (сухой остаток).

Таблица 1

Состав плазмы крови

Сухой остаток представлен, главным образом, различными белковыми соединениями, а также небелковыми азотсодержащими и безазотистыми органическими соединениями и неорганическими веществами. Состав плазмы поддерживается организмом на одном уровне. Изменение состава плазмы вредно для организма, так как обычно ведет к заболеваниям.

Белковые соединения плазмы (белки) составляют 7–8 %, из которых на долю альбуминов приходится 4,0–4,5%, глобулинов (α₁, α₂, β₁, β₂, γ) – 1,7–3,5%. Альбумино-глобулиновый коэффициент колеблется от ^1,2/₁ до ^1,8/_2. Фибриногена содержится около 0,4%, протромбина – 0,1 %. Плазма включает различные белковые гормоны, а также комплексные белковые соединения (липопротеиды, гликопротеины и др.)

Небелковые азотсодержащие соединения представлены различными заменимыми и незаменимыми аминокислотами, мочевиной, мочевой кислотой, креатином, креатинином, индиканом, гормонами щитовидной железы, мозгового вещества надпочечников и др.

Безазотистые органические соединения представлены глюкозой (концентрация в крови у здорового человека - 3,7 – 6,5 мм/л, очень важна, так как изменение концентрации глюкозы – гипо- или гипергликемия – вызывает обморочное состояние и даже смерть), фруктозой, галактозой, лактатом, пируватом, липидами, холестерином, фосфолипидами, стероидными гормонами, биоаминами, витаминами и др.

Неорганические (минеральные) вещества, составляющие около 0,9 % плазмы, представлены различными катионами (натрия, калия, кальция, железа, магния, цинка, кобальта и др.), анионами (хлоридами, фосфатами, карбонатами и др.), кислотами (угольной, фосфорной и др.).

Клеточный состав крови

Эритроциты

Красные кровяные тельца (эритроциты) были открыты известным естествоиспытателем Левенгуком в 1674 г.

В крови обычно циркулируют зрелые (функционально полноценные) безъядерные эритроциты, хотя могут встречаться и молодые (функционально незрелые) ядросодержащие, сетеподобные формы – ретикулоциты.

Средняя продолжительность жизни зрелых эритроцитов составляет 3–3,5 месяца. Ежедневно в кровь из костного мозга поступает около 2-3 млн эритроцитов и столько же их разрушается. Запас эритроцитов на случай кровопотери находится в селезенке, депонирующей (хранящей) до 300 мл крови. При физической работе гладкие мышцы селезенки сокращаются, и кровь выделяется в сосуды. Разрушение эритроцитов идет в печени и селезенке, в которой также уничтожаются бактерии и вирусы, попавшие в кровь.

Эритроцит имеет форму двояковогнутого диска с диаметром 7–8 мкм (в среднем 7,4 мкм), толщина - 2 мкм. Объем одного эритроцита в среднем составляет около 90 мкм³, а площадь – 140 мкм². Суммарная площадь всех циркулирующих в крови эритроцитов достигает 3800 м², в то время как площадь тела человека – 1,8 – 2,0 м². Снаружи эритроциты покрыты сложно организованной четырехслойной мембраной.

Количество эритроцитов в крови у мужчин колеблется от 4,1 до 5,1 × 10¹² / л, у женщин – от 3,7 до 4,7 × 10¹² / л. Если все эритроциты расположить в один ряд, то получилась бы цепочка длиной в 175000 км. Количество эритроцитов в крови меняется как при физиологических воздействиях (в зависимости от времени суток, года, мышечных нагрузок, эмоционального состояния), так и в условиях патологии (интоксикациях организма, различных заболеваний почек, кроветворной ткани, сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем).

Возможны истинные (абсолютные) и ложные (относительные) изменения количества эритроцитов (эритроцитоз, эритропения) в целом организме. Ложные - за счет изменения объема плазмы крови. Для выяснения этого кроме количества эритроцитов необходимо иметь показатель гематокрита. Если изменения количества эритроцитов не сопровождаются изменениями показателя гематокрита - это истинные изменения, если изменения количества эритроцитов сопровождаются изменениями гематокрита - это ложные изменения.

Эритроциты выполняют следующие жизненно-важные функции:

1) газообменную (большая способность присоединять и отдавать О₂, СО₂, СО, что обеспечивается: а) огромной диффузионной поверхностью и небольшим диффузионным расстоянием; б) способностью обратимо деформироваться при прохождении через капилляры, диаметр которых меньше диаметра эритроцитов);

2) транспортную (транспорт газов, физиологически активных веществ (ФАВ), гормонов и др.);

3) питательную (доставка клеточно-тканевым структурам продуктов питания);

4) защитную (способность связывать токсины, антигены);

5) регуляторную (доставка к тканям истинных и тканевых гормонов, медиаторов, ФАВ; участие в ферментативных процессах при помощи холинэстеразы, угольной ангидразы и др.; участие в обеспечении ионного состава плазмы и т. д.).

Эритроциты имеют довольно сложный состав, включающий воду, неорганические вещества, белки, около 140 ферментов, различные органические соединения. Основную долю (95%) сухого остатка эритроцитов составляет гемоглобин.

Характер и интенсивность метаболизма в эритроцитах определяется степенью их зрелости. В молодых (ядросодержащих) эритроцитах – ретикулоцитах происходит интенсивный метаболизм по аэробному типу с участием процесса окислительного фосфорилирования, происходящего в митохондриях. В зрелых (безъядерных) эритроцитах отсутствуют ферменты тканевого дыхания, в связи с этим энергия получается преимущественно с участием анаэробного гликолиза.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) широко используется в клинике для оценки суспензионной стабильности крови в условиях перехода крови к статическому состоянию. Величина СОЭ у мужчин составляет 3–9 мм/ч, у женщин – 9–12 мм/ч. Величина СОЭ может существенно изменяться как при физиологических состояниях организма, так и при заболеваниях. На величину СОЭ влияют различные факторы, но, главным образом, уровень и соотношение альбуминов и глобулинов крови. В частности, СОЭ увеличивается при повышении в плазме крови грубодисперсных белков (α-, β-, γ-глобулинов, фибриногена, иммуноглобулинов, гликопротеидов, мукопротеидов), холестерина и понижении альбуминов, вязкости крови, числа эритроцитов. В период менструаций и, особенно, при беременности СОЭ повышается (достигая 15–30 мм/ч). Наиболее часто увеличение или снижение величины СОЭ отмечается при патологических процессах. Изменение величины СОЭ является важным диагностическим признаком воспалительных заболеваний.

Резистентность эритроцитов является важным свойством эритроцитов противостоять различным разрушительным воздействиям: 1) осмотическим (гипер- и гипотоническим), 2) механическим, 3) температурным (тепловым и холодовым), 4) химическим, 5) биологическим.

В клинике наибольшее диагностическое и прогностическое значение приобрело определение осмотической резистентности эритроцитов. В гипертонических растворах эритроциты сморщиваются, в гипотонических они набухают и лопаются, в изотонических (0,9% раствор натрия хлорида) эритроциты не изменяются.

Гемоглобин (Нb), молекулярная масса которого равна 66000±2000, относится к гемопротеидам. Он состоит из гема (представляющего комплекс железа с протопорфином) и глобина (серосодержащего белка). Гем одинаков, а глобин различен для различных видов Нb.

Различают физиологические и патологические виды Нb.

К физиологическим видам Нb, отличающимися степенью сродства к кислороду, относятся:

1) НbА (Нb взрослого, от слова Adultus – взрослый),

2) НbF (Нb фетальный, в период развития плода и до двух лет жизни, от слова Fetus – плод),

3) НbР (Нb примитивный, эмбриональный, в период развития эмбриона, от слова Primitivus – примитивный).

Гемоглобин в процессе жизни образует различные соединения:

1) оксигемоглобин (Нb0₂) – непрочное соединение Нb с O₂, определяет алый цвет артериальной крови; 2) дезоксигемоглобин (восстановленный, Нb) – отдавший O₂, определяет темно-красный цвет крови; 3) карбгемоглобин (НbСO₂) – Нb, соединенный с углекислым газом (СO₂), непрочное соединение; 4) карбоксигемоглобин (НbСО) – Нb, соединенный с окисью углерода, прочное соединение; 5) метгемоглобин (MetHb) - прочные соединения Нb с окислителями, восстановителями, лекарственными средствами (перманганатом калия, бертолетовой солью, нитритом натрия, цианидами, амилнитритом, анилином, фенацетином и другими). Два последних соединений гемоглобина являются патологическими, так как препятствуют транспорту кислорода к тканям, вызывая гипоксию.

Общее количество Нb в крови достигает 700 г. Причем, у мужчин содержание Нb составляет 140–160 г/л, у женщин – 120–140 г/л. 1г Нb связывает 1,345 мл O₂. Ежесуточно в организме синтезируется и распадается около 25 мг Нb. Нb эритроцитов содержит наибольшее количество железа (около 3 г), на долю других железосодержащих форм (запасных: ферритина, гемосидерина; тканевых: миоглобина, ферментов; транспортного: трансферрина) приходится около 1,2 г железа.