Физико-химические свойства крови

       Вязкость - это способность оказывать сопротивление току жидкости за счет внутреннего трения при перемещении одних частиц относительно других. Вязкость плазмы по отношению к вязкости воды, принятой за 1, составляет 1,8-2,5, а вязкость цельной крови от 4 до 5 единиц.

       Вязкость крови зависит от содержания в плазме крупномолекулярных белков, величины гематокрита, просвета кровеносных сосудов, суспензионных свойств крови, величины артериального давления и скорости кровотока, а также от температуры крови и кислотно-щелочного состояния.

       С уменьшением просвета сосудов вязкость крови увеличивается, что затрудняет кровоток. Однако, в сосудах диаметром менее 150 мкм движение крови облегчается за счет уменьшении вязкости крови (эффект Фареуса – Линдквиста).

       Эффект Фареуса - Линдквиста обусловлен:

1) образованием пристеночного слоя плазмы, вязкость которой ниже, чем у цельной крови,

2) снижением величины гематокрита,

3) поршневым движением эритроцитов в капиллярах.

       Удельным весом называют массу вещества, которая приходится на единицу объема.

       Удельный вес крови зависит от количества эритроцитов и содержания в них гемоглобина, а также от состава плазмы. У здорового человека он составляет 1,052 - 1,064 г/мл. Удельный вес эритроцитов выше, чем у плазмы крови. У мужчин удельный вес крови выше, чем у женщин за счет большего содержания эритроцитов. При повышении гематокрита наблюдается увеличение удельного веса крови.

       В случае повышения гематокрита из-за сгущения крови, возникающего в результате потери жидкости при потоотделении в условиях тяжелой физической работы или высокой температуры окружающей среды, отмечается увеличение удельного веса крови.

       Осмотическое давление - это сила, которая обеспечивает движение растворителя (воды) через полупроницаемую мембрану по осмотическому градиенту - от менее концентрированного раствора к более концентрированному.

       Осмотическое давление крови составляет 7,6 атм (5800 мм рт. ст). Его величина зависит от концентрации в плазме крови растворенных веществ, а также от размеров ионов и молекул.

       Чем меньше размеры ионов и молекул растворенных веществ и чем больше их концентрация, тем выше осмотическое давление раствора. Поэтому основная часть осмотического давления крови создается электролитами. При этом свыше 60% осмотического давления приходится на долю хлорида натрия.

       Раствор, осмотическое давление которого равно осмотическому давлению плазмы крови, называют изотоническим (физиологическим). Так, осмотическое давление 0,9% раствора NaCl равно осмотическому давлению плазмы крови. Поэтому он называется изотоническим раствором. К изотоническим растворам относится также 5% раствор глюкозы, у которой размеры молекул больше, чем у хлорида натрия и поэтому требуется более высокая концентрация глюкозы для создания одинакового с плазмой крови осмотического давления.

       Раствор, имеющий более высокое осмотическое давление, чем плазма крови, называют гипертоническим, а более низкое - гипотоническим.

Осмотическое давление плазмы крови является жесткой релаксоконстантой. Оно имеет большое значение в механизме перераспределения жидкостей в организме и поддержания постоянства объема клеток.

Если плазма крови, а следовательно и тканевая жидкость, гипертоничны, то вода по осмотическому градиенту будет выходить из клеток и они сморщиваются. При гипотоничности плазмы крови и тканевой жидкости вода по осмотическому градиенту поступает в клетки, что приводит к внутриклеточному отеку.

Эритроциты, помещенные в гипертонический раствор, отдают воду и сморщиваются (плазмолиз), а в гипотоническом набухают и лопаются – то есть гемолизируются.

Гемолиз - это разрушение оболочки эритроцитов с выходом гемоглобина в окружающую среду.

Различают пять видов гемолиза:

1) осмотический,

2) химический,

3) механический,

4) термический,

5) биологический.

Химический гемолиз происходитпод влиянием химических веществ, разрушающих мембрану эритроцитов (например, кислоты, щелочи, эфир). Механический гемолиз возникает при сильных механических воздействиях на кровь. Термический гемолиз наблюдается при замораживании или нагревании крови. Биологический гемолиз развивается под влиянием биологически активных веществ экзогенного и эндогенного происхождения: ядов и токсинов животного и растительного происхождения, иммунных гемолизинов.

Осмотический гемолиз эритроцитов вызывается уменьшением осмотического давления окружающей их среды. Интенсивность осмотическтго гемолиза эритроцитов зависит от их резистентности (устойчивости).

Осмотическая резистентность эритроцитов - это устойчивость эритроцитов по отношению к гипотоническим растворам.

Устойчивость эритроцитов можно количественно определить с помощью гипотонических растворов с различной концентрацией хлорида натрия. Концентрация гипотонического раствора, при которой начинается гемолиз и разрушаются единичные эритроциты, характеризует минимальную осмотическую резистентность эритроцитов (верхнюю границу). Верхняя граница соответствует 0,48-0,45% раствору NaCl.

Концентрация раствора хлорида натрия, при которой гемолизируются все эритроциты, характеризует максимальную осмотическую резистентность эритроцитов (нижнюю границу). Нижняя граница соответствует 0,34 - 0,30% раствору NaCl.

Онкотическое давление - это часть осмотического давления, обусловленная способностью белков связывать воду в коллоидном растворе плазмы.

Онкотическое давление является жесткой релаксоконстантой и составляет 25-30 мм рт ст. Основное значение в создании онкотического давления принадлежит альбуминам, размеры молекул которых меньше, а концентрация больше по сравнению с другими белками плазмы крови.

Снижение онкотического давления плазмы крови ведет к потере воды в сосудистом русле, которая переходит в межклеточные пространства, что обусловливает развитие межклеточного отека тканей.

Увеличение онкотического давления, напротив, приводит к задержке воды в сосудистом русле.

Плазма крови является сложным коллоидным раствором.

Коллоидный раствор - это дисперсионная система, состоящая из жидкости, в которой распределены мелкие твердые частицы размером менее 100 мкм.

Коллоидная стабильность плазмы крови связана с особенностями характера гидратации белковых молекул и обусловлена наличием на их поверхности отрицательных зарядов. Чем выше абсолютное суммарное значение этого отрицательного потенциала, тем больше силы отталкивания коллоидных белковых частиц. Величина отрицательного потенциала белковых молекул является мерой устойчивости коллоидного раствора. Наибольшая она у альбуминов плазмы крови. Поэтому коллоидная стабильность плазмы определяетсяв основном альбуминами.

Дисперсионные системы, состоящие из жидкости, в которой распределены относительно крупные частицы, размером более 100 мкм, называются суспензиями.

Суспензионные свойства крови обеспечивают поддержание форменных элементов во взвешенном состоянии. Суспензионные свойства крови обусловлены наличием на наружной поверхности форменных элементов крови отрицательных зарядов. Благодаря наличию одноименных отрицательных зарядов форменные элементы крови отталкиваются друг от друга и поэтому находятся в плазме в относительно устойчивом взвешенном состоянии.

Между коллоидной стабильностью плазмы и суспензионными свойствами крови существует прямая связь: чем больше коллоидная стабильность, тем выше суспензионные свойства и, наоборот. Чем выше содержание альбуминов в плазме по сравнению с другими коллоидными частицами, тем выше суспензионные свойства крови. Суспензионные свойства крови оцениваются по скорости оседания эритроцитов (СОЭ).

СОЭ - это скорость, с которой эритроциты оседают под действием силы тяжести, образуя конгломераты в виде монетных столбиков в неподвижном объеме крови, стабилизированной цитратом натрия.

Для определения СОЭ используют цитратную кровь, так как цитрат натрия связывает ионы кальция, что препятствует свертыванию крови. Удельный вес эритроцитов больше, чем у плазмы. Поэтому в капилляре с кровью, лишенной возможности свертываться, они медленно оседают на дно под действием силы тяжести.

Величина СОЭ у здоровых мужчин составляет 4-10 мм/час, а у женщин 5-12 мм/час. У здоровых беременных женщин - СОЭ может достигать 40 мм/час.

Величина СОЭ зависит от белкового состава плазмы крови, а не от свойств эритроцитов. Если поместить мужские эритроциты в женскую плазму крови, то они будет оседать как женские эритроциты и, наоборот. Чем выше концентрация альбуминов в плазме, тем больше коллоидная стабильность и суспензионные свойства крови, и тем меньше величина СОЭ.

Величина отрицательного заряда на наружной стороне мембраны эритроцитов уменьшается в результате адсорбции на поверхности эритроцитов крупномолекулярных белков плазмы - гамма-глобулинов и фибриногена. Поэтому увеличение содержания в плазме крови глобулинов и фибриногена ведет к снижению величины отрицательного потенциала на поверхности эритроцитов, уменьшению сил электрического отталкивания между ними, а значит к снижению суспензионных свойств крови, на что указывает повышение СОЭ.

Одним из важнейших гомеостатических показателей внутренней среды организма является кислотно-щелочное равновесие, которое характеризуется относительным постоянством соотношения водородных и гидроксильных ионов.

Для характеристики содержания ионов водорода используется отрицательный десятичный логарифм их молярной концентрации, который обозначается рН и называется водородным показателем.

рН является количественным показателем кислотно-щелочного баланса (равновесия). Он относится к числу жестких гомеостатических констант и составляет для артериальной крови 7,36-7,42, а для венозной - 7,26-7,36 единиц.

Сдвиг реакции крови в кислую сторону называется ацидозом, а сдвиг в щелочную сторону – алкалозом.

Совместимые с жизнью пределы изменений рН крови находится в диапазоне от 7,0 до 7,8. Выход за пределы этих значений рН ведет к нарушению метаболизма и может закончиться смертью. Длительное смещение рН крови даже на 0,1 – 0,2 по сравнению с нормой может оказаться гибельным для организма.

Несмотря на поступление в кровь кислых метаболитов (углекислоты, молочной кислоты и других продуктов обмена), рН крови существенно не меняется благодаря деятельности функциональной системы (ФС), определяющей оптимальное для метаболизма содержание водородных ионов в крови.