Фізико-хімічні властивості крові

МАТЕРИАЛИ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

НА ПЕРІОД КАРАНТИНУ

              На три тижні, яки припали до самостійної роботи студентів у зв’язку з карантином, планом роботи було передбачено прочитати слідуючи лекції:

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ  ВЛАСТИВОСТІ  КРОВІ

1.1. МЕТА   ЗАНЯТТЯ

•  закріпити знання матеріалу теми (обговорення запитань для самопідготовки)

-  оволодіти методиками одержання крові у людини і тварин:

•  навчитись визначити в'язкість і осмотичну резистентність еритроцитів, дослідити вплив гіпо- та гіпертонічних розчинів на еритроцити крові людини;

•  оволодіти методиками визначення швидкості осідання еритроцитів, білку і фіб­риногену в крові;

•  дослідити спрямованість і вираженість змін фізико-хімічних показників крові у    зв'язку з виконанням фізичної роботи.

•  навчитись розв'язувати ситуаційні задачі і знати відповіді на запитання комп'ю­терного контролю знань.

1.2. ЗАПИТАННЯ ДЛЯ  САМОПІДГОТОВКИ

І. Поняття про внутрішнє середовище організму і   його постійність. Основні гомеостатичні константи. Функції крові.

2. Об'єми крові: загальний, депонований, циркулюючий.  Значення депонування  крові. Склад   крові. Гематокріт. Робоча гемоконцентрація.

3. Плазма крові, функції її складових, компонентів.   Білки крові. Значення онкотичного тиску крові

4. Осмотичні властивості крові. Фізіологічні розчини. Зміни функціонального стану еритроцитів в гіпо- і гіпертонічних розчинах. Осмотична резистентність еритроцитів. Види гемолізу.

5. Швидкість осідання еритроцитів (ШОЕ).   Значення даного показника для  клінічної  практики.

6. Кислотно-лужний гомеостаз. Міогенний ацидоз   його вираженість у осіб різного рівня фізичного розвитку. Буферні системи крові.

1.3. ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

    Функції крові. Основними функціями  крові є транспортна і захисна. З транспортною функці­єю крові зв'язані такі її функції як:

І ) дихальна — перенесення кисню від альвеол легень до тканин, а вуглекислого газу від тканин    до легень;

2) харчова — транспорт поживних речовин від органів травлення до тканин організму;

3) екскреторна — транспорт продуктів обміну (амі­аку, сечовини і ін.), надлишків солей і води до    органів виділення (нирок, легень, кишечника);

4) регуляторна — транспорт гормонів і інших біологічно активних речовин, з допомогою яких    забезпечується гуморальна регуляція функції;

5) терморегуляторна —розподіл  тепла, що утворюється в процесі метаболізму і його виділення в довкілля через поверхню шкіри, легені   дихальні шляхи;

6) гомеостатична — завдяки  руху крові   досягається динамічна постійність внутрішнього  середовища і стабільність основних фізіологічних   функцій.

    Захисна  функція крові полягає в фагоцитар­ній активності лейкоцитів і синтезі специфічних імунних антитіл лімфоцитами.   

В забезпечені транспортної функції крові важ­ливу роль відіграють її реологічні властивості — текучість (здатність до руху). Текучість значною мірою залежить від в'язкості крові. Зниження в'я­зкості крові — необхідна передумова ефективного киснезабезпечення клітин; вона завжди спостерігається у спортсменів, які розвивають на тренуваннях загальну витривалість.  В'язкість  крові може бути зменшена при вживанні біологічно активних добавок вироблених із топінамбуру.

     Гематокріт.  Кров -  непрозора червона рі­дина. Вона складається з плазми і формених елементів — еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів. Загальна кількість крові в організмі дорослої людини біля 4,5-6 л, тобто біля 6-8% від загальної маси  тіла. Значна кількість крові (45%) депо­нується у венозних капілярах селезінки, легень,  печінки, шкіри. Депонована кров містить  більшу кількість еритроцитів, ніж циркулююча.  При фізичних навантаженнях депонована кров переходить в кровообіг, сприяючи тим самим зростанню кисневої ємкості крові.      Співвідношення між об'ємом формених елементів і об'ємом плазми оцінюється спеціальним показником, який називають  гематокріт. Гематокріт — це виражене в процентах' відношення об'єму формених елементів до загального об'єму крові. У чоловіків середня  величина гематокріта — 45%, у жінок — 40%. Це  означає, що у чоловіків формені елементи складають 45%, а плазма 55% загального об'єму крові, у  жінок  відповідно 40% і 60%. Статеві особливості  гематокріта зумовлені тим, що у чоловіків кількість  еретроцитів в крові більше, ніж у жінок.   

   Під час фізичної роботи частина плазми крові  через стінки капілярів переходить із судинного рус­ла у міжклітинну рідину працюючих   м'язів. За таких умов об'єм циркулюючої  крові зменшується (гіповолемія). Оскільки формені елсменти залишаються у кровоносному руслі, гематокріт підвищується. Це явище називають робочою гемоконцентрацією.

    Плазма крові, функції основних її складо­вих чистин. Плазма крові — напівпрозора рідина  жовтуватого кольору з питомою вагою 1,025. Вона  містить 90% води і 10% твердих речовин, перева­жно білків (7-8 г%). Більше половини білків плазми приходиться на альбуміни (4,5-5 г%). Це резерв­ний білок крові, він виконує пластичну функцію.  Зв'язуючи різні речовини, в тому числі і продукти  обміну, альбуміни забезпечують їх транспорт до  місць використання і виділення. Друга група білків плазми — глобуліни     (2,5 г%) з гама- і бета- глобулінів у відповідь на проникнення в організм  чужорідних білків-антигенів синтезуються антитіла. Фібриноген, протромбін і антигемофільний  глобулін — глобуліни плазми, що беруть участь у  зсіданні крові; гаптоглобіни зв'язують і транспортують гемоглобін; трансферин забезпечує транспорт  заліза кров'ю; ліпо- і глюкопротеїди (комплексні  сполуки білків плазми крові з жирами і вуглеводами) забезпечують відповідно транспорт жирів і ву­глеводів кров'ю. Білки плазми крові обумовлюють  створення онкотичного тиску, який відіграє важ­ливу роль в регулюванні обміну води між кров'ю  капілярів і тканинами, забезпечують підтримання  сталості активної реакції крові, оптимального рів­ня кров'яного тиску.     Основним  місцем утворення білків плазми крові  є печінка. Вона синтезує альбуміни і фібриноген.  Інші білки утворюються не лише в печінці, а й в  кістковому мозку, селезінці, лімфатичних вузлах.     В плазмі знаходиться 20-40 мг%  небілкових  азотовмісних сполук — продукти білкового обмі­ну (амінокислоти, сечовина, сечова кислота, креа­тин тощо), біля 1 г% мінеральних речовин (переважно катіонів натрію, калію, кальцію, аніонів хло­ру, бікарбонату та ін.), які беруть участь у забез­печенні відносної сталості осмотичного тиску і ак­тивної реакції крові, 100-120 мг% глюкози, біля  0,1-1% жирів і жироподібних речовин, 200-250 мг%  холестерину, 10-30 мг% молочної кислоти, ряд катіонів (табл. 14). Є тут також значна кількість  ферментів, що беруть участь в окисно-відновних  процесах (оксидази, пероксидази), в процесах зсі­дання крові (протромбін), розчинення згустку крові  (фібринолізін), розщеплення вуглеводів і жирів,     При виділенні із плазми фібриногену вона пе­ретворюється в сироватку. Цільна кров без фібри­ногену називається дефібринованою. До її складу входять формені елементи і сироватка.

    Онкотичний  тиск  плазми крові. Концентра­ція електролітів в плазмі крові і тканинній рідині в умовах спокою однакова. Це обумовлено легкістю проходження їх через капілярний епітелій. Оскіль­ки капілярна стінка майже непроникна для вели­ких білкових молекул, колоїдно-осмотичний тиск плазми крові більший, ніж тканинної рідини на ве­личину, що визначається різницею в концентрації білків в плазмі крові і тканинній рідині. Та частина колоідно-осмотичного тиску плазми крові, що виз­начається вмістом в ній білка, називається онко­тичним  тиском. Його величина біля 25 мм рт.ст.     Неоднакова концентрація білків в плазмі крові і тканинній рідині створює ту різницю колоїдно-осмотичного тиску, яка визначає дифузію моле­кул води з міжклітинною рідини в капілярне рус­ло. Саме тому вміст білків у крові значною мірою визначає загальний об'єм плазми крові.

     Осмотичні властивості крові. Важливою го­меостатичною константою організму є сталість ос­ мотичного тиску крові. Якщо два розчини різної  концентрації розділити напівпроникною мембра­ною, яка здатна пропускати тільки розчинник, то  він буде проникати з менш концентрованого роз­ чину в більш концентрований. Сила, яка обумовлює проникнення водії через напівпроникну мемб­рану, називається осмотичним тиском. Осмотичний тиск крові, лімфи і міжтканинної рідини за­безпечує регуляцію обміну води між кров'ю і тка­нинами. Осмотичний тиск крові людини  — 7,6- 8,1 атм. Близько 60% його припадає па долю хло­риду натрію. Величина осмотичного тиску цито­плазми еритроцитів і інших клітин тіла така ж, як  і оточуючих їх рідин. В підтриманні сталості осматичного тиску крові першочергове значення на­лежить видільній функції нирок і потових залоз.     Штучні  розчини, що мають однаковий з кров'ю осмотичний тиск, тобто містять в собі рівну їй  концентрацію солей, називають ізотонічними, ізоосмотичііими, або фізіологічними. Ізотонічним роз­чином щодо крові людини є 0,9% розчин хлориду  натрію. Розчин, який має більший осмотичний  тиск, ніж кров, називають гіпертоиічним. Розчин,  концентрація солей в якому менша, ніж в крові,  називається гіпотонічним.

    При  внесенні еритроцитів в гіпертонічний розчин відбувається їх зморщування і зменшення  об'єму (плазмоліз), а внесення еритроцитів в гіпотонічний розчин приводить до їх набухання і руйнування з виходом гемоглобіну в розчин (гемоліз). Такий гемоліз в гіпотонічних розчинах називається осмотичним. Гемоліз еритроцитів, спри­чинений  дією ефіру, хлороформу, алкоголю і інших хімічних сполук, називається хімічним гемо­лізом. Гемоліз еритроцитів, зумовлений дією от­рут (гемолізинів) змій, скорпіонів, бджіл, називається біологічним гемолізом. Існують ще такі види гемолізу, як термічний (дія підвищених і пониже­них температур), фізичний, (дія променевої енер­гії, ультразвуку, електричної енергії), фізіологічний, як наслідок старіння еритроцитів.

  Швидкість осідання еритроцитів (ІІІОЕ).

При стоянні крові в пробірці з антикоагулянтом спосте­рігається осідання формених елементів крові. При цьому кров ділиться на два шари — прозорий (вер­хній) і непрозорий темночервоний (нижній). ШОЕ суттєва коливається в залежності від стану організ­му, що широко  використовується в діагностичній практиці. В нормі ШОЕ у жінок 2-15 мм/год, у чо­ловіків —1-10 мм/год, у новонароджених — від 0,5 до 2 мм/год, у грудних дітей — 4-8 мм/год, у дітей до 3 років — 2-7 мм/год. Основними факторами, що  виявляють вплив на швидкість осідання фор­мених елементів крові, є дія двох протилежно на­правлених  сил — сили земного  тяжіння і сили електростатичного  відштовхування.  Величина ШОЕ   значною мірою визначається інтенсивністю процесу утворення «монетних стовпчиків». Вели­чина електричного заряду окремих еритроцитів, а отже і швидкість їх осідання, зумовлена адсорбцією на їх поверхні білків плазми крові. Величина ШОЕ зростає при збільшенні в крові кількості альбумінів, фібриногену, гамаглобулінів, еритроцитів. Значно прискорюється осідання при інфекційних  захво­рюваннях і запальних процесах, при вагітності (до 50 мм/год), що має важливе діагностичне значення. При виконанні інтенсивної і тривалої м'язовій ро­боти показник ШОЕ   зростає.

    Кислотно-лужний   гомеостаз. Які всі водні розчини, кров містить в собі водневий (Н) і гід­роксильні (ОН ) іони. Співвідношення концентра­цій цих іонів визначає активну реакцію крові (рН). Постійність рН крові має важливе значення для перебігу ферментативних реакцій і є однією з її постійних констант.     В  нормі кров має слаболужну реакцію, при цьому  артеріальна кров менш кисла (рН — 7,4), ніж венозна (рН - 7,35). Активна реакція крові є гомеостатичною константою внутрішнього середо­вища  організму. В процесі життєдіяльності орга­нізму в кров постійно надходять речовини, які мо­жуть  істотно змінювати її реакцію. Це молочна і піровиноградна кислота (продукт анаеробного глі­колізу в клітинах), фосфорна і сірчана кислоти (продукти окислення білків), жирні кислоти (з жи­рових депо), вуглекислота тощо. Значне нагрома­дження кислих продуктів обміну (особливо молоч­ної кислоти) спостерігається в умовах виконання напруженої анаеробної роботи. При інтенсивних на­вантаженнях концентрація молочної кислоти в крові спортсмена зростає до 350 мг%, кислотність крові за таких умов нерідко знижується до 6,9. У фізично натренованих осіб в порівнянні з ненатренованими при виконанні стандартної роботи циклічного ха­рактеру зрушення кислотно-лужної рівноваги в кро­ві завжди виражені меншою мірою; при виконанні максимально напруженої і тривалої роботи — більш виражені. При тривалій роботі зниження рН крові (метаболічний ацидоз) у спортсменів розвивається значно пізніше, що є наслідком більшої буферної ємкості їхньої крові.