Физико-химические свойства крови и плазмы

Кровь представляет собой коллоидно-полимерный раствор, растворителем в котором является вода, растворимыми веществами - соли и низкомолекулярные органические соединения, коллоидным компонентом - белки и их комплексы.

2.1. Плотность зависит от содержания в ней форменных элементов, белков и липидов. У рыб плотность крови составляет 1035 г/л, у птиц - 1052 г/л у грызунов - 1051 г/л, у человека - 1060 г/л.

Плотность лейкоцитов и тромбоцитов ниже, чем эритроцитов.

2.2. Вязкость - в 3-6 раз больше вязкости воды, зависит от содержания в крови эритроцитов и белков. Возрастает при сгущении крови различного генеза.

2.3. Осмотическое давление крови обусловлено растворенными в жидкой части крови осмотически активными веществами (ионами и белками). Оно определяет транспорт воды из внеклеточной среды организма в кровь и наоборот. Величина осмотического давления зависит от концентрации раствора и от его температуры, но не зависит от природы растворенного вещества и природы растворителя. В настоящее время существует несколько способов количественной характеристики осмотического давления:

1. в единицах атмосферного давления, норма - 6,6-6,7 атмосфер;

2. в мм ртутного столба - (6,6-6,7)*760;

3. осмотическая активность - концентрация кинетически активных частиц в 1л, за единицу измерения принимают мосмоль (миллиосмоль). 1 мосмоль =6,32·10²³ частиц в 1л. Нормальная осмотическая активность плазмы крови равна 285-310 мосмоль/л.

Таблица 2.3.1.

Концентрация основных компонентов плазмы и создаваемое ими осмотическое давление

Плазма крови, представляющая собой сложный раствор, содержащий различные молекулы неэлектролитов (мочевина, глюкоза и др.), ионы (Na⁺, K+, СI^-, НСОз^- и др.) и мицеллы (белок), имеет осмотическое давление, равное сумме осмотических давлений содержащихся в ней ингредиентов. В таблице 2.3.1. приведены концентрации основных компонентов плазмы и создаваемое ими осмотическое давление.

Как видно из таблицы, осмотическое давление плазмы определяется в основном ионами Na⁺, Cl^-, НСО₃^- и К⁺, так как их молярная концентрация относительно велика, в то время как молекулярная масса незначительна. Осмотическое давление, обусловленное высокомолекулярными коллоидными веществами, называется онкотическим давлением. Несмотря на значительное содержание белка в плазме, его доля в создании общего осмотического давления плазмы невелика, так как молярная концентрация белков весьма низкая в силу их очень большой молекулярной массы. В связи с этим альбумины (концентрация 42 г/л, молекулярная масса 70 000) создают онкотическое давление, равное 0,6 мосмоль, а глобулины и фибриноген, молекулярная масса которых еще выше, создают онкотическое давление 0,2 мосмоль.

В клинической и научной практике широко используются такие понятия как изотонические, гипотонические и гипертонические растворы. Изотонические растворы имеют суммарную концентрацию ионов, не превышающую 285-310 ммоль/л. Это может быть 0,83% раствор хлористого натрия для теплокровных, 0,6% раствор NaCL для холоднокровных (его часто называют физиологическим раствором, хотя это не полностью отражает ситуацию, так как осмотическое давление создается не только хлористым натрием, но и другими ионами плазмы крови - см. табл.2.3.1.), 1,1% раствор хлористого калия, 1,3% раствор бикарбоната натрия, 5,5% раствор глюкозы и т.д. Гипотонические растворы имеют меньшую концентрацию ионов - менее 285 ммоль/л, а гипертонические, наоборот, большую - выше 310 ммоль/л.

Эритроциты являются тонкими осмометрами и реагируют адекватным изменениям на колебания осмотического давления. В изотоническом растворе не изменяют свой объем, в гипертоническом - уменьшают его, происходит плазмолиз, а в гипотоническом - увеличивают пропорционально степени гипотонии, вплоть до разрыва эритроцитов (гемолиза).

Явление осмотического гемолиза эритроцитов используется в клинической и научной практике с целью определения качественных характеристик эритроцитов (предел осмотической резистентности эритроцитов). В клинической практике используется введение различных жидкостей (изо-, гипо- гипертонических). Например, для повышения выхода воды из межклеточного пространства в сосуды применяют гипертонические растворы.

Постоянство электролитного состава и осмотического давления находятся в жесткой взаимосвязи с водным балансом - изменения осмотического давления ведет к перераспределению воды, солей между вне- и внутриклеточными пространствами, изменению их поступления и выделения из организма.

Изменение осмотического давления крови регистрируется осморецепторами, воспринимающими изменения уровня ионов натрия, калия, кальция, хлора. Эти рецепторы расположены в cосудах печени, почках, селезенке, поджелудочной железе, некоторых мышц (периферические осморецепторы). От рецепторов информация передается к супраоптическому ядру гипоталамуса (центральное звено осморецепции). Осморецепторы чутко реагируют на сдвиги концентраций осмотически активных веществ плазмы крови. При увеличении осмолярности плазмы крови на 1%, концентрация антидиуретического гормона (АДГ) возрастает на 1 пг/мл (пикограмм равен миллионной доле микрограмма). Переход к состоянию максимального осмотического концентрирования мочи требует 10-кратного возрастания количества АДГ в крови. Падение осмотического давления плазмы ниже 280 мосмоль/кг (в норме - 285 мосмоль/кг) ингибирует секрецию АДГ, увеличение до 288 мосмоль стимулирует его синтез

Помимо осморецепторов, в механизмах осмотического гомеостаза имеет значение волюморецепторы, реагирующие на изменение объема внутрисосудистой жидкости. Они расположены во многих крупных сосудах , венах, артериях, а также в обеих предсердиях и передают информацию к нейронам гипоталамуса и продолговатого мозга (к центру волюморегуляции). Эти рецепторы реагируют на снижение объема циркулирующей жидкости на 7-15%. Ведущее значение в регуляции осмотического давления имеют те волюморецепторы, которые реагируют на изменение напряжения сосудистой стенки в области низкого давления - барорецепторы, расположенные в обеих предсердий, каротидном синусе, в афферентных артериолах почечных клубочков, в сонной артерии, дуге аорты, правом желудочке.