Онкотическое давление. Что такое онкотическое давление крови? Буферные системы крови

{{{imageright}}}

Кровь, лимфа, а также все тканные жидкости живых организмов являются водными растворами органических и минеральных соединений, и ионов. Им свойственно определенное осмотическое давление. Осмотическое давление крови человека достаточно постоянно, при 309,75К оно достигает 0,74-0,78 МПа. Ему соответствует осмолярная концентрация растворенных в плазме веществ, которая составляет 0,287-0,0303 кг/м3. Осмотическое давление крови обуславливает растворенная в ней небольшая часть ионов. Высокомолекулярные соединения, зачастую белки (альбумины, глобулины), составляют половину процента общего давления крови. Эту часть осмотического давления называют онкотическим давлением, величина которого достигает 3,5-3,9 кПа. Постоянность осмотического давления в крови регулируется выделением паров воды при дыхании, работой почек, выделением пота и т.д.

Онкотическое давление имеет важное значение для жизнедеятельности организма. Понижение содержания белка в крови (гипопротеиномия, голодание, нарушение деятельности пищеварительного тракта, потеря белка с мочой при заболевании почек) вызывает разницу в онкотическом давлении в тканных жидкостях и крови. Вода стремится в сторону большего давления (в ткани); возникают так называемые онкотические отеки подкожной клетчатки ("голодные" и "почечные" отеки). При оценке состояния и лечении больных учет осмоонкотических явлений имеет огромное значение.

Организм человека способен поддерживать осмотическое давление на постоянном уровне. При его изменении организм стремится вернуть его в норму. Так, если с едой в организм вводится большое количество растворенных веществ (соль, сахар), осмотическое давление изменится, на что организм сразу же отреагирует: меняется количество и состав слюны, пота, мочи и количество выделительной пары. На рецепторы языка подается сигнал жажды. Человек начинает пить воду, снижая осмотическое давление.

При патологических явлениях в тканях организма осмотическое давление может значительно колебаться и в центре воспаления оно превышает норму в два-три раза.

Растворы с осмотическим давлением, которое равно давлению раствора, принятого за стандарт, называют изотоническими. Растворы с осмотическим давлением, высшим за стандарт, называют гипертоническими, а низшим - гипотоническими.

В медицинской практике изотоническими растворами называют растворы с осмотическим давлением, которое равно осмотическому давлению плазмы крови. Таким раствором является 0,85%-ный раствор хлорида натрия (146 моль/м3). В таком очень разведенном растворе NaCl изотонический коэффициент Вант-Гоффа можно считать равным 2, и рассчитанное значение осмотического давления для этих растворов при 310К (или $37^\backslash circ\; C$) будет равно:

$\backslash pi\_osm=2\backslash cdot146\backslash cdot310\backslash cdot8,314=0,75$ МПа.

Изотоническим относительно плазмы крови является также 4,5-5%-ный раствор глюкозы.

Изотонические растворы можно вводить в организм человека в больших количествах. Такие растворы вводят больным по несколько литров в сутки, например, после тяжелых операций для компенсации потерь крови.

Гипертонические растворы вводят в организм человека только в небольших кол-вах. При введении большого количества гипертонического раствора эритроциты вследствие экзоосмоса теряют воду, резко уменьшаются в объеме и сморщиваются (плазмолиз).

В хирургии гипертонические растворы применяют как внешнее для смачивания марлевых повязок, которые используются при лечении гнойных ран. Если ребенок, например, повредил колено и рана начала гноится, хорошо было бы сделать такую перевязку. Ибо согласно с законом осмоса жидкость с раны стремится по марле наружу, что способствует очищению раны от гноя, микроорганизмов, продуктов распада и т.д.

Гипертонические растворы некоторых солей ($MgSO\_4,\; Na\_2SO\_4$), которые плохо всасываются желудочно-кишечным трактом, используют как средства от поноса. Противопоносное действие солей связано с тем, что вследствие осмоса осуществляется переход большого количества воды со слизистой оболочки в кишечник.

Во всех случаях, когда с определенными терапевтическими намерениями в кровяное русло, мышечную ткань, спинномозговой канал и т.д. вводят солевые растворы (физиологические растворы), необходимо проводить такую операцию очень тщательно, чтобы не вызвать "осмотического конфликта" - несоответствия между осмотическим давлением плазмы крови, межклеточной или спинномозговой жидкостью и осмотическим давлением раствора, который вливается. Если, например, тот раствор, который вводится, будет гипертоническим по отношению к крови, то при этом будет осуществляться осмос воды из внутренних частей эритроцитов в окружающую плазму, эритроциты будут обезвоживаться и сморщиваться. Если же раствор, который вводится, будет гипотоническим по отношению к крови, то осмос будет осуществляться в обратном направлении - внутрь эритроцитов (эндоосмос). Эритроциты при этом будут увеличиваться в объеме, что может привести к разрыву их оболочки и деструкции (настает гемолиз). Начальная стадия гемолиза настает при снижении осмотического давления в плазме от 0,40-0,36 МПа, а полный гемолиз - при 0,26-0,30 МПа.

Гемолиз является отдельным случаем общего явления - цитолиза - разрушения животных и растительных клеток под влиянием разницы осмотических давлений по разные стороны мембраны клетки. Опасные последствия гемолиза можно уменьшить путём снижения проницаемости клеточной оболочки, что достигается введением строфантина, гепарина и других препаратов.

Осмос и диализ лежат в основе целого ряда физиологических процессов, которые протекают в организме человека и животных. С их помощью осуществляется усвоение еды, окислительные процессы, связанные с дыханием, распределение нутриентов, которые переносятся кровью, и жидкостный обмен в тканях, выделение продуктов жизнедеятельности (мочи, кала) и т.д. Используя слишком соленую или сладкую еду, человек чувствует жажду, которая дает сигнал про возрастание в клетках и межклеточных жидкостях осмотического давления. При купании в морской воде отмечается покраснение глаз с незначительными болями, поскольку под действием осмоса вода с глаза высасывается в морскую воду, где выше осмотическое давление, и глаз будто частично высыхает. При купании в пресной воде болевые ощущения, резь в глазах более ощутимы, потому что осмос воды направленный внутрь глаза.

Неравномерное распределение ионов в живых мембранах вызывает появление электрических потенциалов, которые имеют большое значение в физиологии. Способность некоторых мембран концентрировать ионы впечатляющая. Например, в носовых солевых железах альбатроса, буревестника и некоторых других морских птиц содержатся мембраны, которые осуществляют транспортирование хлористого натра с внутренних клеток на поверхность желез в таких высоких концентрациях, что с кончика птичьего клюва капает 5%-ный раствор соли. Специальная адаптация позволяет птицам пить морскую воду и выживать в среде, где нет пресной воды.

См. также

Осмотическое давление – один из важнейших показателей работы организма. Именно от него зависят многие обменные процессы. На фоне нарушения необходимого уровня внутриклеточного осмотического давления развивается смерть клетки.

Осмотическое давление крови – важный показатель, который обычно находится под строгим контролем организма. Именно внутренние процессы сами же не дают осмосу нарушаться.

Осмотическое и онкотическое давление плазмы крови

Осмотическое давление – то, что способствует проникновению раствора через полупроницаемую клеточную мембрану в сторону, где концентрация выше. Именно благодаря этому важному показателю в организме происходит обмен жидкостью между тканями и кровью.

А вот онкотическое давление помогает удерживать кровь в русле. За молярный уровень данного показателя отвечает белок альбумин, способный притягивать к себе воду.

Главная задача этих параметров – поддерживать внутреннюю среду организма на постоянном уровне со стабильной концентрацией составляющих клетки.

Характерными особенностями этих двух показателей можно считать:

• изменение под воздействием внутренних факторов;
• постоянство у всех живых организмов;
• уменьшение после интенсивной физической нагрузки;
• саморегуляция организмов при помощи внутриклеточного калиевого насоса – запрограммированной на клеточном уровне формулы идеального состава плазмы.

От чего зависит осмотическая величина

Осмотическое давление зависит от содержания электролитов, которые включает в себя плазма крови. Те растворы, которые по концентрации схожи с плазмой, называются изотоническими. К таковым относится популярный физраствор, вот почему его всегда используют для , когда необходимо восполнить водный баланс или когда была кровопотеря.

Именно в изотоническом растворе чаще всего растворяются вводимые препараты. Но иногда может потребоваться использование других средств. К примеру, гипертонический раствор необходим для выведения воды в сосудистый просвет, а гипотонический помогает очистить раны от гноя.

Осмотическое давление клетки может зависеть от обычного питания.

К примеру, если человек потребил большое количество , тогда концентрация ее в клетке увеличится. В дальнейшем это приведет к тому, что организм будет стремиться уравновесить показатели, потребив воды больше для нормализации внутренней среды. Таким образом, вода будет не выводиться из организма, а аккумулироваться клетками. Такое явление часто провоцирует развитие отечности, а также (за счет увеличения общего объема крови, циркулируемой в сосудах). Также клетка после перенасыщения водой может лопаться.

Чтобы более понятно разъяснить изменения, происходящие в клетках, погруженных в разную среду, следует описать кратко одно исследование: если эритроцит поместить в дистиллированную воду, то он будет напитываться ею, увеличиваясь в размерах до разрыва оболочки. Если же его поместить в среду с большой концентрацией соли, то он начнет постепенно отдавать воду, сморщиваться, усыхать. Лишь в изотоническом растворе, который имеет такой же изоосмотический, как и сама клетка, она будет оставаться на том же уровне.

Это же происходит с клетками внутри организма человека. Именно поэтому столь распространено наблюдение: после съеденного соленого человеку сильно хочется пить. Такое стремление объясняется физиологией: клетки «хотят вернуться» к привычному уровню давления, под воздействием соли они сморщиваются, вот почему у человека возникает жгучее желание выпить простой воды, чтобы восполнить недостающие объемы, уравновесить организм.

Иногда больным дают специально приобретенные в аптеках смеси электролитов, которые затем разводятся в воде и принимаются в качестве питья. Это позволяет восполнить потерю жидкости в случае отравлений.

Как измеряется, и о чем говорят показатели

Во время проведения лабораторных исследований кровь или отдельно плазма замораживаются. От того, какова будет температура заморозки, зависит тип соляной концентрации. В норме этот показатель должен составить 7,5-8 атм. Если удельный вес соли увеличится, то и температура, при которой замерзнет плазма, будет намного выше. Также измерять показатель можно при помощи специально предназначенного прибора – осмометра.

Частично осмотическая величина создает онкотическое давление при помощи белков плазмы. Они отвечают за уровень водного баланса в организме. Норма этого показателя: 26-30 мм.рт.ст.

Когда белковый показатель уменьшается, у человека возникает отечность, которая формируется на фоне повышенного потребления жидкости, что способствует ее скоплению в тканях. Такое явление наблюдается при снижении , на фоне длительного голодания, проблем с почками и печенью.

Влияние на человеческий организм

Осмотическое давление – важнейший показатель, который отвечает за поддержание формы клеток, тканей и органов человека. Собственно норма, которая обязательна для человека, отвечает также и за красоту кожи. Особенность клеток эпидермиса в том, что под действием возрастной метаморфозы содержание жидкости в организме сокращается, клетки теряют упругость. Как следствие появляется дряблость кожи, морщины. Именно поэтому медики и косметологи в один голос призывают потреблять не менее 1,5-2 литров очищенной воды в день, чтобы необходимая концентрация водного баланса на клеточном уровне не изменялась.

Осмотическое давление отвечает за правильное перераспределение жидкости в организме. Оно позволяет поддерживать постоянство внутренней среды, ведь очень важно, чтобы концентрация всех составляющих тканей и органов находилась на едином химическом уровне.

Таким образом, данная величина является не просто одним из показателей, необходимых только для медиков и их узконаправленных исследований. От нее зависят многие процессы в организме, состояние здоровья человека. Вот почему так важно знать хотя бы примерно, от чего параметр зависит, и что необходимо для поддержания его на .

ПРИЛОЖЕНИЕ № 1.

Лекция по теме: « Гомеостаз. Состав, свойства, функции крови».

План лекции.

1. Гомеостаз.

2. Кровь, ее свойства, состав, функции.

3. Реакция крови.

4. Осмотическое и онкотическое давление крови.

5. Гемолиз.

Текст лекции.

Гомеостаз.

Внутренняя среда организма – это комплекс жидкостей (крови, лимфы и тканевой жидкости), омывающих клеточные структуры и принимающих участие в обмене веществ и питании тканей. Она отличается постоянством. Постоянство внутренней среды называют гомеостазом. Он характеризуется константами гомеостаза. Константы гомеостаза – это постоянные количественные показатели, характеризующие нормальное состояние организма (АД, реакция крови, осмотическое давление крови, температура тела и др.). Их измеряют в клинике и судят по ним о состоянии организма. Главной частью внутренней среды является кровь. Кровь, а также органы, принимающие участие в образовании и разрушении ее клеток, вместе с механизмами регуляции объединяют в единую систему крови.

Кровь, ее свойства, состав, функции.

Функции крови:

- транспортная функция крови состоит в том, что она переносит газы, питательные вещества, продукты обмена веществ, гормоны, медиаторы, электролиты, ферменты и др.

- дыхательная функция заключается в том, что гемоглобин эритроцитов переносит кислород от легких к тканям организма, а углекислый газ от клеток к легким.

- питательная функция - перенос основных питательных веществ от органов пищеварения к тканям организма.

- экскреторная функция (выделительная) осуществляется за счет транспорта конечных продуктов обмена веществ (мочевины, мочевой кислоты и др.) и лишних количеств солей и воды от тканей к местам их выделения (почки, потовые железы, легкие, кишечник).

- водный баланс тканей зависит от концентрации солей и количества белка в крови и тканях, а также от проницаемости сосудистой стенки.

- регуляция температуры тела осуществляется за счет физиологических механизмов, способствующих быстрому перераспределению крови в сосудистом русле. При поступлении крови в капилляры кожи теплоотдача увеличивается, переход же ее в сосуды внутренних органов способствует уменьшению потери тепла.

- защитная функция - кровь является важнейшим фактором иммунитета. Это обусловлено наличием в крови антител, ферментов, специальных белков крови, обладающих бактерицидными свойствами, относящихся к естественным факторам иммунитета. Одним из важнейших свойств крови является ее способность свертываться , что при травмах предохраняет организм от кровопотери.

- регуляторная функция заключается в том, что поступающие в кровь продукты деятельности желез внутренней секреции, пищеварительные гормоны, соли, ионы водорода и др. через центральную нервную систему и отдельные органы (либо непосредственно, либо рефлекторно) изменяют их деятельность.

Количество крови в организме, ее свойства.

Общее количество крови в организме взрослого человека составляет в среднем 6-8%, или 1/13, массы тела, т. е. приблизительно 5-6 л . У детей количество крови относительно больше: у новорожденных оно составляет в среднем 15% от массы тела, а у детей в возрасте 1 года -11%. В физиологических условиях не вся кровь циркулирует в кровеносных сосудах, часть ее находится в так называемых кровяных депо (печень, селезенка, легкие, сосуды кожи). Общее количество крови в организме сохраняется на относительно постоянном уровне.

Вязкость и относительная плотность (удельный вес) крови.

Вязкость крови обусловлена наличием в ней белков и красных кровяных телец - эритроцитов. Если вязкость воды принять за 1, то вязкость плазмы будет равна 1,7-2,2 , а вязкость цельной крови около 5,1 .

Относительная плотность крови зависит в основном от количества эритроцитов, содержания в них гемоглобина и белкового состава плазмы крови. Относительная плотность крови взрослого человека равна 1,050-1,060 , плазмы -1,029-1,034 .

Состав крови.

Периферическая кровь состоит из жидкой части - плазмы и взвешенных в ней форменных элементов или кровяных клеток (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов)

Если дать крови отстояться или провести ее центрифугирование, предварительно смешав с противосвертывающим веществом, то образуются два резко отличающихся друг от друга слоя: верхний - прозрачный, бесцветный или слегка желтоватый - плазма крови; нижний - красного цвета, состоящий из эритроцитов и тромбоцитов. Лейкоциты за счет меньшей относительной плотности располагаются на поверхности нижнего слоя в виде тонкой пленки белого цвета.

Объемные соотношения плазмы и форменных элементов определяют с помощью гематокрита. В периферической крови плазма составляет приблизительно 52-58% объема крови, а форменные элементы 42- 48%.

Плазма крови, ее состав.

В состав плазмы крови входят вода (90-92%) и сухой остаток (8-10%). Сухой остаток состоит из органических и неорганических веществ.

К органическим веществам плазмы крови относятся:

· белки плазмы - альбумины (около 4,5%), глобулины (2-3,5%), фибриноген (0,2-0,4%). Общее количество белка в плазме составляет 7-8%;

· небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, аммиак). Общее количество небелкового азота в плазме (так называемого остаточного азота) составляет 11 -15 ммоль/л (30-40 мг%). При нарушении функции почек, выделяющих шлаки из организма, содержание остаточного азота в крови резко возрастает;

· безазотистые органические вещества: глюкоза - 4,4-6,65 ммоль/л (80-120 мг%), нейтральные жиры, липиды);

· ферменты и проферменты: некоторые из них участвуют в процессах свертывания крови и фибринолиза, в частности протромбин и профибринолизин. В плазме содержатся также ферменты, расщепляющие гликоген, жиры, белки и др.

Неорганические вещества плазмы крови составляют около 1 % от ее состава. К этим веществам относятся преимущественно катионы - Са 2+ , К + , Мg 2+ и анионы Сl, НРO4, НСО3

Из тканей организма в процессе его жизнедеятельности в кровь поступает большое количество продуктов обмена, биологически активных веществ (серотонин, гистамин), гормонов; из кишечника всасываются питательные вещества, витамины и т. д. Однако состав плазмы существенно не изменяется. Постоянство состава плазмы обеспечивается регуляторными механизмами, оказывающими влияние на деятельность отдельных органов и систем организма, восстанавливающих состав и свойства его внутренней среды.

Роль белков плазмы.

• белки обусловливают онкотическое давление. В среднем оно равно 26 мм рт.ст.
• белки, обладая буферными свойствами, участвуют в поддержаниикислотно-основного равновесия внутренней среды организма
• участвуют в свертывании крови
• гамма-глобулины участвуют в защитных (иммунных) реакциях организма
• повышаютвязкость крови, имеющую важное значение в поддержании АД
• белки (главным образом альбумины) способны образовывать комплексы с гормонами, витаминами, микроэлементами, продуктами обмена веществ и, таким образом, осуществлять их транспорт.
• белки предохраняют эритроциты от агглютинации (склеивание и выпадение в осадок)
• глобулин крови – эритропоэтин – участвует в регуляции эритропоэза
• белки крови являются резервом аминокислот, обеспечивающих синтез тканевых белков.

Реакция крови.

Реакция среды определяется концентрацией водородных ионов. Для определения кислотности или щелочности среды пользуются водородным показателем рН. В норме рН крови составляет 7,36-7,42(слабощелочная).

Сдвиг реакции в кислую сторону называется ацидозом, который обусловливается увеличением в крови ионов Н + . При этом наблюдается угнетение функции центральной нервной системы, при выраженном ацидозе может наступить потеря сознания и смерть.

Сдвиг реакции крови в щелочную сторону называется алкалозом. Возникновение алкалоза связано с увеличением концентрации гидроксильных ионов ОН~. В этом случае происходит перевозбуждение нервной системы, отмечается появление судорог, а в дальнейшем гибель организма.

В организме всегда имеются условия для сдвига реакции в сторону ацидоза или алкалоза. В клетках и тканях постоянно образуются кислые продукты: молочная, фосфорная и серная кислоты (при окислении фосфора и серы белковой пищи). При усиленном потреблении растительной пищи в кровоток постоянно поступают основания. Напротив, при преимущественном потреблении мясной пищи в крови создаются условия для накопления кислых соединений. Однако величина активной реакции крови постоянна.

Поддержание постоянства активной реакции крови обеспечивается так называемыми буферными системами.

К буферным системам крови относятся:

1) карбонатная буферная система (угольная кислота - Н 2 СО 3 , бикарбонат натрия - NаНСО 3);

2) фосфатная буферная система [одноосновный (МаН2РО 4) и двухосновный (Nа2НРО 4) фосфат натрия];

3) буферная система гемоглобина (гемоглобин - калиевая соль гемоглобина);

4) буферная система белков плазмы .

Буферные системы нейтрализуют значительную часть поступающих в кровь кислот и щелочей и препятствуют тем самым сдвигу активной реакции крови. Буферные системы имеются и в тканях, что способствует поддержанию рН тканей на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются белки и фосфаты.

Сохранению постоянства рН способствует и деятельность некоторых органов. Так, через легкие удаляется избыток углекислоты. Почки при ацидозе выделяют больше кислого одноосновного фосфата натрия; при алкалозе - больше щелочных солей (двухосновного фосфата натрия и бикарбоната натрия). Потовые железы могут выделять в небольших количествах молочную кислоту.

Осмотическое и онкотическое давление крови.

Осмотическое давление обусловлено электролитами и некоторыми неэлектролитами с низкой молекулярной массой (глюкоза и др.). Чем больше концентрация таких веществ в растворе, тем выше осмотическое давление. Осмотическое давление плазмы зависит в основном от содержания в ней минеральных солей и составляет в среднем 768,2 кПа (7,6 атм.). Около 60% всего осмотического давления обусловлено солями натрия.

Онкотическое давление плазмы обусловлено белками. Величина онкотического давления колеблется в пределах от 3,325 кПа до 3,99 кПа (25-30 мм рт. ст.). За счет него жидкость (вода) удерживается в сосудистом русле. Из белков плазмы наибольшее участие в обеспечении величины онкотического давления принимают альбумины; вследствие малых размеров и высокой гидрофильности они обладают выраженной способностью притягивать к себе воду.

Постоянство коллоидно-осмотического давления крови у высокоорганизованных животных является общим законом, без которого невозможно их нормальное существование.

Если эритроциты поместить в солевой раствор, имеющий одинаковое осмотическое давление с кровью, то они заметным изменениям не подвергаются. В растворе с высоким осмотическим давлением клетки сморщиваются, так как вода начинает выходить из них в окружающую среду. В растворе с низким осмотическим давлением эритроциты набухают и разрушаются. Это происходит потому, что вода из раствора с низким осмотическим давлением начинает поступать в эритроциты, оболочка клетки не выдерживает повышенного давления и лопается.

Солевой раствор, имеющий осмотическое давление, одинаковое с кровью, называют изоосмотическим, или изотоническим ( 0,85-0,9 % растворNaCl). Раствор с более высоким осмотическим давлением, чем давление крови, получил название гипертонического , а имеющий более низкое давление - гипотонического.

Гемолиз, его виды.

Гемолизом называют разрушение эритроцитов с выходом гемоглобина в окружающую эритроциты среду. Гемолиз может наблюдаться как в сосудистом русле, так и вне организма.

Вне организма гемолиз может быть вызван гипотоническими растворами. Этот вид гемолиза называют осмотическим. Резкое встряхивание крови или ее перемешивание приводит к разрушению оболочки эритроцитов - механический гемолиз . Некоторые химические вещества (кислоты, щелочи, эфир, хлороформ, спирт) вызывают свертывание (денатурацию) белков и нарушение целости оболочки эритроцитов, что сопровождается выходом из них гемоглобина -химический гемолиз . Изменение оболочки эритроцитов с последующим выходом из них гемоглобина наблюдается также под влиянием физических факторов . В частности, при действии высоких температур происходит свертывание белков. Замораживание крови сопровождается разрушением эритроцитов.

В организме постоянно в небольших количествах происходит гемолиз при отмираниистарых эритроцитов. В норме он происходит лишь в печени, селезенке, красном костном мозге. Гемоглобин «поглощается» клетками указанных органов и в плазме циркулирующей крови отсутствует. При некоторых состояниях организма и заболеваниях гемолиз сопровождается появлением гемоглобина в плазме циркулирующей крови (гемоглобинемия ) и выделением его с мочой (гемоглобинурия). Это наблюдается, например, при укусе ядовитых змей, скорпионов, множественных укусах пчел, при малярии, при переливании несовместимой в групповом отношении крови.

Осмотическим назы­вается давление, которое обуславливается переходом растворителя (вода) через полупроницаемую мембрану из менее в более кон­центрированный раствор. Другими словами движение растворителя направлено от меньшего к большему осмотическому давлению. Сравните с гидростатическим давлением: движение жидкости направлено от большего к меньшему давлению. Обратите внимание! Нельзя в определении говорить « ... давлением... назы­вается сила... » ++601++. Осмотическое дав­ление крови равно приблизительно 7,6 атм. или 5776 мм рт.ст. (7,6´760). Осмотическое давление крови зависит в основном от растворен­ных в ней низкомолекулярных соединений, главным образом солей. Около 60 % этого давления создается NaCl. Осмотическое давление в крови, лимфе, тканевой жидкости, тканях приблизительно оди­наково и отличается постоянством. Даже в случаях, когда в кровь поступает значительное количество воды или соли, осмотическое давление не претерпевает существенных изменений. Онкотическое давление - часть осмотического давления, обусловленная белками. 80 % онкотического давления создают аль­бумины. Онкотическое давление не пре­вышает 30 мм рт. ст., т.е. составляет 1/200 часть осмотического давления. Чем больше онкотическое давление, тем больше воды удерживается в сосудистом русле и тем меньше ее переходит в ткани и наоборот. Онкотическое давление влияет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи и всасывание воды в кишечнике. Поэтому кровезамещающие растворы должны содержать в своем составе коллоидные вещества, способные удерживать воду [++601++]. При снижении концентрации белка в плазме развиваются отеки, так как вода перестает удерживаться в сосудистом русле и переходит в ткани. Онкотическое давление играет более важную роль в регуляции водного обмена, чем осмотическое. Почему? Ведь оно в 200 раз меньше осмотического. Дело в том, что Градиент концентрация электролитов (которые обуславливают осмотическое давление) по обе стороны биологических барьеров 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 0,85 % раствор хлористого натрия (его часто назы­вают "физиологическим" раствором, хотя это не полностью отражает ситуацию), 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, как известно, в изотоническом растворе не изменяют свой объем, в гипертоническом - умень­шают его, а в гипотоническом - увеличивают пропорционально степени гипотонии, вплоть до разрыва эритроцита (гемолиза). Явление осмотического гемолиза эритроцитов используется в клинической и научной практике с целью определения качест­венных характеристик эритроцитов (метод определения осмоти­ческой резистентности эритроцитов). Функциональные системы осморегуляции Осморегуляция - поддержание на заданном уровне осмоти­ческого давления крови, осуществляется с участием осморецепторов, расположенных в супраоптическом ядре гипоталамуса, а также в печени, почках, сердце. На основе афферентации к центру осморегуляции, расположенному в гипоталамусе, проис­ходит изменение продукции антидиуретического гормона, окситоцина, что приводит к изменению реабсорбции воды в собирательных трубках почек и за счет этого достигается норма­лизация осмотического давления крови. Учитывая, что основ­ным ионом, создающим осмотическое давление, является нат­рий, одновременно происходит регуляция его содержания в крови с участием ренин-ангиотензин-альдостеронового меха­низма и за счет натрийуретического гормона (атриопептина). ++492++ Регуляция ионного состава крови имеет прямое отношение к регуляции осмотического давления, волюморегуляции, но она предназначена и для отдельных ионов, независимо от уровня осмотического давления и ОЦК. Рецепторы, восприни­мающие уровень ионов: натриевые, калиевые, кальциевые, хлорные - в основном расположены в печени, а также, вероятно, в гипоталамусе. Информация достигает центра регуляции ион­ного состава крови, который расположен в гипоталамусе, от него сигналы управления идут к железам внутренней секреции, в том числе к коре надпочечников (выделение альдостерона), поджелудочной железы (инсулин). Кроме того, кровь непосред­ственно оказывает влияние на железы внутренней секреции, продуцирующие ионрегулирующие гормоны, в том числе на почки (ренин-ангиотензин-альдостероновый механизм), щито­видную и паращитовидную железы (паратгормон, тиреокальцитонин), предсердие (натрийуретический гормон). b. Система крови (по Г.Ф.Лангу): циркулирующая, депонированная, органов кроветворе­ния и кроверазрушения. ЛАНГ Георгий Федорович (1875-1948), российский терапевт, основатель крупной научной школы, академик АМН (1945). Основные труды по кардиологии и гематологии. Разработал учение о гипертонической болезни. Государственная премия СССР (1951, посмертно). Ланг Г.Ф. (1939 г.) предложил ввести понятие система крови, в которой объединить 1. кровь 2. органы, в которых происходит обра­зование клеток крови 3. органы, в которых происходит разрушение клеток крови 4. регулирующий нейрогуморальный аппарат Кровь (циркулирующая, депонированная), костный мозг (красный), тимус (вилочковая железа), лимфоузлы, селезенка, печень. Компоненты этой системы осуществляют непосредственный контакт с кровяным руслом. Такое взаимоотношение обеспечивает не только транспорт клеток, но и поступление различных гуморальных факторов из крови в кроветворные органы. Особенности крови как ткани (соединительной, внутренней среды обладает следующими особен­ностями: 1) все ее составные части образуются за пределами сосу­дистого русла; 2) межклеточное вещество ткани является жидким; 3) основная часть крови находится в постоянном движении. Костный мозг (medulla ossium) - содержимое костных полостей, считается главным местом образования клеток крови у высших позвоночных. Различают «красный» и «жёлтый» (жировой) костный мозг. При взрослении часть красного костного мозга переходит в жёлтый, при резком усилении эритропоэза жёлтый костный мозг переходит в красный (говорят о расширении плацдарма кроветворения). У взрослых красный костный мозг расположен в губчатом веществе плоских костей и эпифиза трубчатых костей, у новорождённых и в диафизе. Место расположения жёлтого костного мозга диафиз трубчатых костей. В красном костном мозге находится основная масса кроветворных элементов. В нем же осуществляются реутилизация железа, синтез гемоглобина, накопление резервных липидов; образуются В-лимфоциты, плазматические клетки красного костного мозга образуют антитела. С костным мозгом связано и разрушение эритроцитов. В регуляции деятельности системы крови важную роль играют гуморальные факторы - эритропоэтины, лейкопоэтины, тромбопоэтины. Кроме них действуют и другие гуморальные агенты, например андрогены. Медиаторы (ацетилхолин, адреналин) влияют на систему крови не только вызывает перераспределение форменных элементов, но и путем прямого влияния на холино- и адренорецепторы клеток. Определенное влияние оказывает нервная система. c. Плазма крови человека: понятие, состав, свойства. Пла?зма кро?ви (от греч. plasma - нечто сформированное, образованное) - жидкая часть крови, в которой взвешены форменные элементы. Макроскопически представляет собой однородную прозрачную или несколько мутную желтоватую жидкость, собирающуюся в верхней части сосуда с кровью после осаждения форменных элементов. Гистологически плазма является межклеточным веществом жидкой ткани крови. Ионный состав плазмы или сыворотки: (ммоль/л)

Рассмотрим случай, когда на пути диффузии частиц рас­творенного вещества и растворителя находится мембрана с из­бирательной проницаемостью, через которую свободно прохо­дят молекулы растворителя, а молекулы растворенного веще­ства практически не проходят. Лучшей избирательной прони­цаемостью обладают мембраны, изготовленные из природных тканей животного и растительного происхождения (стенки ки­шок и мочевого пузыря, различные растительные ткани).

Осмосом называется самопроизвольная диффузия молекул растворителя сквозь мембрану с избирательной прони­цаемостью.

Рис. 6.7. Осмос в системе растворитель - раствор, разделенные мем­браной с избирательной проницаемостью

Большей подвижности молекул растворителя в чистом рас­творителе, чем в растворе, где есть межмолекулярное взаимо­действие между веществом и растворителем, уменьшающее под­вижность молекул растворителя.

Появляющееся избыточное гидростатические дшишпис в сис­теме является следствием осмоса, поэтому это давление называ­ется осмотическим.

Осмотическим давлением ( ) называют избыточное гидростатическое давление, возникающее в результате осмоса и приводящее к выравниванию скоростей взаим­ного проникновения молекул растворителя сквозь мем­брану с избирательной проницаемостью.

В. Пфеффер и Я. Вант-Гофф, изучая количественную зави­симость осмотического давления от внешних факторов, уста­новили, что оно подчиняется объединенному газовому закону Менделеева - Клапейрона:

где с - молярная концентрация вещества в растворе, моль/л.

Из этого уравнения видно, что осмотическое давление не зави­сит от природы растворенного вещества, а зависит только от числа частиц в растворе и от температуры. Однако это уравнение справедливо только для растворов, в которых отсутствует взаимодействие частиц, т. е. для идеальных растворов. В реальных растворах имеют место межмолекулярные взаимодействия меж­ду молекулами вещества и растворителя, которые могут приво­дить или к диссоциации молекул растворенного вещества на ионы, или к ассоциации молекул растворенного вещества с об­разованием из них ассоциатов.

Диссоциация молекул вещества в водном растворе харак­терна для электролитов (см. разд. 7.1). В результате диссоциа­ции число частиц в растворе увеличивается.

Ассоциация наблюдается, если молекулы вещества лучше взаимодействуют между собой, чем с молекулами растворите­ля. В результате ассоциации число частиц в растворе умень­шается.

Для учета межмолекулярных взаимодействий в реальных растворах Вант-Гофф предложил использовать изотонический ко­эффициент l. Для молекул растворенного вещества физический смысл изотонического коэффициента:

Для растворов неэлектролитов, молекулы которых не дис­социируют и мало склонны к ассоциации, i = 1.

Для водных растворов электролитов вследствие диссоциа­ции i > 1, причем максимальное его значение (l max) для данно­го электролита равно числу ионов в его молекуле:

Для растворов, в которых вещество находится в виде ассоциа­тов, i < 1, что характерно для коллоидных растворов. Для раство­ров белков и высокомолекулярных веществ величина i зависит от концентрации и природы этих веществ (разд. 27.3.1).

С учетом межмолекулярных взаимодействий осмотическое давление для реальных растворов равно:

Это уравнение правильно отражает наблюдаемое в эксперименте осмотическое давление растворов с одинаковой массовой долей вещества, но с различной природой и состоянием растворенного вещества в растворе (табл. 6.2).

При осмосе молекулы растворителя преимущественно дви­жутся через мембрану в том направлении, где концентрация частиц вещества больше, а концентрация растворителя меньше. Другими словами, в результате осмоса происходит всасывание растворителя в ту часть системы, где концентрация частиц ве­щества больше. Если осмотическое давление у растворов одина­ковое, то они называются изотоническими и между ними про­исходит подлинно равновесный обмен растворителем. В случае контакта двух растворов с разным осмотическим давлением ги­пертоническим раствором называется тот, у которого осмотиче­ское давление больше, а гипотоническим - раствор с меньшим осмотическим давлением. Гипертонический раствор всасывает растворитель из гипотонического раствора, стремясь выровнять концентрации вещества путем перераспределения растворителя между контактирующими растворами.

Осмотическая ячейка - это система, отделенная от окру­жающей среды мембраной с избирательной проницаемостью. Все клетки живых существ являются осмотическими ячейка­ми, которые способны всасывать растворитель из окружающей среды или, наоборот, его отдавать, в зависимости от концен­траций растворов, разделенных мембраной.

В результате эндоосмоса вода диффундирует в клетку, про­исходит набухание клетки с появлением напряженного состояния клетки, называемого тургор. В растительном мире тургор помогает растению сохранять вертикальное положение и определенную форму.

Экзоосмос - движение раство­рителя из осмотической ячейки в окружающую среду. Условие экзоосмоса:

В результате экзоосмоса вода диф­фундирует из клетки в плазму и происходит сжатие и сморщивание оболочки клетки, называемое плазмолизом. Экзоосмос имеет место, если клетка оказывается в гипертонической среде. Явле­ние экзоосмоса наблюдается, например, при посыпании ягод или фруктов сахаром, а овощей, мяса или рыбы - солью. При этом происходит консервирование продуктов питания благодаря уничтожению микроорганизмов вследствие их плазмолиза.

При приготовлении физиологических растворов необходимо учитывать их осмотические свойства, поэтому их концентрацию выражают через осмолярную концентрацию (осмолярность) (см. Приложение 1).

Осмолярная концентрация - суммарное молярное ко­личество всех кинетически активных, т. е. способных к самостоятельному движению, частиц, содержащихся в 1 литре раствора, независимо от их формы, размера и природы.

Осмолярная концентрация раствора связана с его молярной кон­центрацией через изотонический коэффициент с = ic(X).

Роль осмоса в биологии и медицине. Осмос является одной из причин, обуславливающих поступление воды и растворенных в ней веществ из почвы по стеблю или стволу растения к листь­ям, так как . Осмотическое давление расти­тельных клеток колеблется от 5 до 20 ат, а у растений пустынь достигает даже 70 ат.

Особенностью высших животных и человека является по­стоянство осмотического давления во многих физиологических системах, и прежде всего в системе кровообращения. Постоян­ство осмотического давления называется изоосмией. Осмотическое давление человека довольно постоянно и составляет 740-780 кПа (7,4-7,8 ат) при 37 °С. Оно обусловлено главным обра­зом присутствием в крови катионов и анионов неорганических солей и в меньшей степени - наличием коллоидных частиц и белков. Присутствие в плазме крови форменных элементов (эри­троцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и кровяных пластинок) поч­ти не влияет на осмотическое давление. Постоянство осмотиче­ского давления в крови регулируется выделением паров воды при дыхании, работой почек, выделением пота и т. Д.

Рис. 6.8. Роль онкотического давления крови в капиллярном обмене воды

Осмотическое давление крови, создаваемое за счет белков плаз­мы крови, называемое онкотическим давлением, хотя и составляет величину порядка 2,5-4,0 кПа, но играет исключительно важную роль в обмене водой между кровью и тканями, в распределении ее между сосудистым руслом и внесосудистым пространством.

Онкотическое давление - это осмотичекое давление, создаваемое за счет наличия белков в биожидкостях организма.

Онкотическое давление крови составляет 0,5 % суммарного осмо­тического давления плазмы крови, но его величина соизмерима с гидростатическим давлением в кровеносной системе (рис. 6.8).

Рис. 6.9. Изменение эритроцита в растворах с различным осмотиче­ским давлением 77п р _ ра:

а - изотонический раствор (0,9 % NaCl); б - гипертонический раствор (2 % NaCl); в - гипотонический раствор (0,1 % NaCl)

Гидростатическое давление крови падает от артериальной части кровеносной системы к венозной. Если в артериальной части ка­пилляров гидростатическое давление больше онкотического дав­ления, то в венозной - меньше. Это обеспечивает перемещение воды из артериальных капилляров в межклеточную жидкость тканей, а венозные капилляры, наоборот, втягивают межклеточ­ную жидкость. Причем интенсивность такого переноса воды прямо пропорциональна разности между Р гидр и онк.

При понижении онкотического давления крови, которое на­блюдается при гипопротеинемии (понижение содержания белка в плазме), вызванной голоданием, нарушением пищеварения или выделением белка с мочой при болезни почек, указанное соот­ношение давлений р гидр и 0 HK нарушается. Это приводит к пере­распределению жидкости в сторону тканей, и в результате воз­никают онкотпические отеки ("голодные" или "почечные").

Осмотическому давлению крови человека соответствует осмо-лярная концентрация частиц от 290 до 300 мОсм/л. В медицинской и фармацевтической практике изотоническими (физиологически­ми) растворами называют растворы, характеризующиеся таким же осмотическим давлением, как и плазма крови (рис. 6.9, а). Такими растворами являются 0,9 % раствор NaCl (0,15 моль/л), в кото­ром i = 2, и 5 % раствор глюкозы (0,3 моль/л). Во всех случаях, когда в кровяное русло, мышечную ткань, спинномозговой канал и т. д. с терапевтическими целями вводят растворы, необхо­димо помнить о том, чтобы эта процедура не привела к "осмоти­ческому конфликту" из-за различия осмотических давлений вво­димого раствора и данной системы организма. Если, например, внутривенно ввести раствор, гипертонический по отношению к крови, то вследствие экзоосмоса эритроциты будут обезвоживаться и сморщиваться - плазмолиз (рис. 6.9, б). Если же вводимый раствор гипотоничен по отношению к крови, то наблюдается "ос­мотический шок" и вследствие эндоосмоса может произойти раз­рыв эритроцитарных оболочек - гемолиз (рис. 6.9, в). Начальная стадия гемолиза происходит при местном снижении осмотиче­ского давления до 360-400 кПа (3,5-3,9 ат), а полный гемолиз - при 260-300 кПа (2,5-3,0 ат).

Изменение осмотического равновесия в биосистемах орга­низма может быть вызвано нарушением обмена веществ, секре­торными процессами и поступлением пищи. Кроме того, всякое физическое напряжение, усиливающее обмен веществ, может способствовать повышению осмотического давления крови. Не­смотря на эти нарушения, осмотическое давление крови под­держивается постоянным, хотя химический состав крови может значительно изменяться. При возникновении осмотической ги­пертонии крови соединительная ткань, находящаяся в месте нарушения, отдает в кровь воду и забирает из нее соли почти сразу и до тех пор, пока осмотическое давление крови или тка­невой жидкости не возвратится к нормальному значению. После этой быстрой реакции включаются почки, которые отвечают на увеличение количества каких-либо солей повышенным их выделением, пока не будет восстановлен нормальный состав соединительной ткани и крови. Осмотическое давление мочи, сохраняя норму, может изменяться в пределах от 7,0 до 25 ат (690-2400 кПа). Подобная регуляция имеет определенные гра­ницы, и поэтому для ее усиления может потребоваться поступ­ление воды или солей извне. Здесь вступает в действие вегета­тивная нервная система. Чувство жажды после физической ра­боты (повышенный обмен веществ) или при почечной недоста­точности (накопление веществ в крови из-за недостаточного их выделения) - это проявление осмотической гипертонии. Обрат­ное явление наблюдается в случае солевого голода, вызываю­щего осмотическую гипотонию.

Воспаление возникает в результате резкого местного усиле­ния обмена веществ. Причиной воспаления могут быть различные воздействия - химические, механические, термические, инфек­ционные и радиационные. Вследствие повышенного местного об­мена веществ усиливается распад макромолекул на более мелкие молекулы, что увеличивает концентрацию частиц в очаге воспа­ления. Это приводит к местному повышению осмотического дав­ления, выделению в очаг воспаления большого количества жид­кости из окружающих тканей и образованию экссудата. В меди­цинской практике используют гипертонические растворы или марлевые повязки, смоченные гипертоническим раствором NaCl, который в соответствии с закономерностями осмоса всасывает жидкость в себя, что способствует постоянному очищению раны от гноя или устранению отека. В некоторых случаях для этих же целей используют этиловый спирт или его концентрированные водные растворы, которые гипертоничны относительно живых тканей. На этом основано их дезинфицирующее действие, так как они способствуют плазмолизу бактерий и микроорганизмов.

Действие слабительных средств - горькой соли MgS0 4 7Н2О и глауберовой соли Na 2 S04 10Н2О также основано на явлении осмоса. Эти соли плохо всасываются через стенки кишечника, поэтому они создают в нем гипертоническую среду и вызывают поступление в кишечник большого количества воды через его стенки, что приводит к послабляющему действию. Следует иметь в виду, что распределение и перераспределение воды в организ­ме происходит и по другим более специфическим механизмам, но осмос

• Главная
• Симптомы горла