Как определить pH крови. PH крови человека: норма и отклонения

Кровь, циркулирующая в сосудах, выполняет следующие функции:

Транспортная – перенос различных веществ: кислорода, углекислого газа, питательных веществ, гормонов, медиаторов, электролитов, ферментов и др.

Дыхательная (разновидность транспортной функции) – перенос кислорода от легких к тканям организма, а углекислого газа – от клеток к легким.

Трофическая (разновидность транспортной функции) – перенос основных питательных веществ от органов пищеварения к тканям организма.

Экскреторная (разновидность транспортной функции) – транспорт конечных продуктов обмена веществ (мочевины, мочевой кислоты и др.), избытка воды, органических и минеральных веществ к органам их выделения (почки, потовые железы, легкие, кишечник).

Терморегуляторная – перенос тепла от более нагретых органов к менее нагретым.

Защитная – осуществление неспецифического и cпецифического иммунитета; свертывание крови предохраняет от кровопотери при травмах.

Регуляторная (гуморальная) – доставка гормонов, пептидов, ионов и других физиологически активных веществ от мест их синтеза к клеткам организма, что позволяет осуществлять регуляцию многих физиологических функций.

Гомеостатическая – поддержание постоянства внутренней среды организма (кислотно-основного равновесия, водно-электролитного баланса и др.).

Объем и физико-химические свойства крови. Объем крови – общее количество крови в организме взрослого человека составляет в среднем 6-8% от массы тела, что соответствует 5- 6 л. Повышение общего объема крови называют гиперволемией, уменьшение – гиповолемией.

Относительная плотность крови 1,050-1,060 г/мл зависит в основном от количества эритроцитов. Относительная плотность плазмы крови 1,025-1,034 г/мл определяется концентрацией белков.

Вязкость крови 5 усл.ед., плазмы – 1,7-2,2 усл.ед. зависит от наличия в крови эритроцитов и в меньшей степени белков плазмы, при этом за условную единицу принята вязкость воды.

Осмотическое давление крови – сила, с которой растворитель переходит через полунепроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор.

Кислотно-основное состояние крови (КОС) . Активная реакция крови обусловлена соотношением водородных и гидроксильных ионов. Для определения активной реакции крови используют водородный показатель рН – концентрацию ионов водорода. В норме рН – 7,36 (реакция слабоосновная); артериальной крови – 7,4; венозной – 7,35. При различных физиологических состояниях рН крови может изменяться от 7,3 до 7,5. Активная реакция крови является жесткой константой, обеспечивающей ферментативную деятельность. Крайние пределы рН крови, совместимые с жизнью, равны 7,0-7,8.

Сдвиг реакции в кислую сторону называется ацидозом , который обусловливается увеличением в крови ионов водорода.

Сдвиг реакции крови в щелочную сторону называется алкалозом . Это связано с увеличением концентрации гидроксильных ионов ОН – и уменьшением концентрации ионов водорода.

К буферным системам крови относятся гемоглобиновая, карбонатная, фосфатная и белковая.

Буферные системы нейтрализуют значительную часть поступающих в кровь кислот и щелочей, тем самым препятствуя сдвигу активной реакции крови. В организме образуется кислых продуктов в большей степени в процессе метаболизма. Поэтому запасы щелочных веществ в крови во много раз превышают запасы кислых, их рассматривают как щелочной резерв крови.

Гемоглобиновая буферная система на 75% обеспечивает буферную емкость крови. Оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем восстановленный гемоглобин. Оксигемоглобин обычно бывает в виде калиевой соли. В капиллярах тканей в кровь поступает большое количество кислых продуктов распада. Одновременно в тканевых капиллярах при диссоциации оксигемоглобина происходит отдача кислорода и появление большого количества щелочнореагирующих солей гемоглобина. Последние взаимодействуют с кислыми продуктами распада, например угольной кислотой. В результате образуются бикарбонаты и восстановленный гемоглобин. В легочных капиллярах гемоглобин, отдавая ионы водорода, присоединяет кислород и становится сильной кислотой, которая связывает ионы калия. Ионы водорода используются для образования угольной кислоты, в дальнейшем выделяющейся из легких в виде Н 2 О и СО 2 .

Карбонатная буферная система по своей мощности занимает второе место. Она представлена угольной кислотой (Н 2 СО 3) и бикарбонатом натрия или калия (NaНСО 3 , КНСО 3) в пропорции 1:20. Если в кровь поступает кислота более сильная, чем угольная, то в реакцию вступает, например, бикарбонат натрия. Образуются нейтральная соль и слабодиссоциированная угольная кислота. Угольная кислота под действием карбоангидразы эритроцитов распадается на Н 2 О и СО 2 , последний выделяется легкими в окружающую среду. Если в кровь поступает основание, то в реакцию вступает угольная кислота, образуя гидрокарбонат натрия и воду. Избыток бикарбоната натрия удаляется через почки. Бикарбонатный буфер широко используется для коррекции нарушений кислотно-основного состояния организма.

Фосфатная буферная система состоит из натрия дигидрофосфата (NаН 2 РО 4) и натрия гидрофосфата (Nа 2 НРО 4). Первое соединение обладает свойствами слабой кислоты и взаимодействует с поступившими в кровь щелочными продуктами. Второе соединение имеет свойства слабой щелочи и вступает в реакцию с более сильными кислотами.

Белковая буферная система осуществляет роль нейтрализации кислот и щелочей благодаря амфотерным свойствам: в кислой среде белки плазмы ведут себя как основания, в основной – как кислоты.

Буферные системы имеются и в тканях, что способствует поддержанию рН тканей на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются белки и фосфаты.

Состав крови . Кровь состоит из жидкой части плазмы и взвешенных в ней форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. На долю форменных элементов приходится 40-45%, на долю плазмы – 55-60% от объема крови. Это соотношение получило название гематокритного соотношения , или гематокритного числа . Часто под гематокритным числом понимают только объем крови, приходящийся на долю форменных элементов.

Плазма крови. 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, которые составляют 7-8%. Белки представлены альбуминами (4,5%), глобулинами (2-3,5%) и фибриногеном (0,2-0,4%).

Белки плазмы крови выполняют разнообразные функции:
1) коллоидно-осмотический и водный гомеостаз; 2) обеспечение агрегатного состояния крови; 3) кислотно-основной гомеостаз; 4) иммунный гомеостаз; 5) транспортную; 6) питательную;
7) участие в свертывании крови.

Фибриноген – первый фактор свертывания крови. Под воздействием тромбина переходит в нерастворимую форму – фибрин, обеспечивая образование сгустка крови. Фибриноген образуется в печени.

Белки и липопротеиды способны связывать поступающие в кровь лекарственные вещества.

К органическим веществам плазмы крови относятся также небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак). Общее количество небелкового азота в плазме так называемого остаточного азота составляет 11-15 ммоль/л (30-40 мг %). Содержание остаточного азота в крови резко возрастает при нарушении функции почек.

В плазме крови содержатся также безазотистые органические вещества: глюкоза 4,4-6,6 ммоль/л (80-120 мг %), нейтральные жиры, липиды, ферменты, расщепляющие гликоген, жиры и белки, проферменты и ферменты, участвующие в процессах свертывания крови и фибринолиза.

Неорганические вещества плазмы крови составляют 0,9-1%. К этим веществам относятся в основном катионы Nа + , Са 2+ , К + , Mg 2+ и анионы Сl - , НРО 4 2- , НСО 3 - . Содержание катионов является более жесткой величиной, чем содержание анионов. Ионы обеспечивают нормальную функцию всех клеток организма, в том числе клеток возбудимых тканей, обусловливают осмотическое давление, регулируют рН.

В плазме постоянно присутствуют все витамины, микроэлементы, промежуточные продукты метаболизма (молочная и пировиноградная кислоты).

Форменные элементы крови. К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. В норме в крови у мужчин содержится 4,0-5,5·10 12 в 1 л, или 4000000-5000000 эритроцитов в 1 мкл, у женщин – 3,7-5,1·1000000/л, или 4500000 в 1 мкл. Повышение количества эритроцитов в крови называется эритроцитозом , уменьшение – эритропенией , что часто сопутствует малокровию, или анемии . При анемии может быть снижено или число эритроцитов, или содержание в них гемоглобина, или и то и другое. Как эритроцитозы, так и эритропении бывают истинными и ложными в случаях сгущения или разжижения крови.

Эритроциты человека лишены ядра и состоят из стромы, заполненной гемоглобином, и белково-липидной оболочки. Эритроциты имеют преимущественно форму двояковогнутого диска диаметром 7,5 мкм, толщиной на периферии 2,5 мкм, в центре – 1,5 мкм. Эритроциты такой формы называются нормоцитами . Особая форма эритроцитов приводит к увеличению диффузионной поверхности, что способствует лучшему выполнению основной функции эритроцитов – дыхательной. Специфическая форма обеспечивает также прохождение эритроцитов через узкие капилляры. Лишение ядра не требует больших затрат кислорода на собственные нужды и позволяет более полноценно снабжать организм кислородом.

Эритроциты выполняют в организме следующие функции:

Дыхательная – перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким;

Регуляция рН крови благодаря одной из мощнейших буферных систем крови – гемоглобиновой;

Питательная – перенос на своей поверхности аминокислот от органов пищеварения к клеткам организма;

Защитная – адсорбция на своей поверхности токсических веществ;

Участие в процессе свертывания крови за счет содержания факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови;

Эритроциты являются носителями разнообразных ферментов (холинэстеразы, угольной ангидразы, фосфатазы) и витаминов (В 1 , В 2 , В 6 , аскорбиновая кислота);

Эритроциты несут в себе групповые признаки крови.

Гемоглобин – особый белок хромопротеида, благодаря которому эритроциты выполняют дыхательную функцию и поддерживают рН крови. У мужчин в крови содержится в среднем
134-167 г/л гемоглобина, у женщин – 117-160 г/л.

Гемоглобин состоит из одного белка глобина и четырех молекул гема. Гем имеет в своем составе атом железа, способный присоединять или отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа, к которому присоединяется кислород, не изменяется, т.е. железо остается двухвалентным. Гемоглобин, присоединивший к себе кислород, превращается в оксигемоглобин . Это соединение непрочное. В виде оксигемоглобина переносится большая часть кислорода. Гемоглобин, отдавший кислород, называется восстановленным, или дезоксигемоглобином . Гемоглобин, соединенный с углекислым газом, носит название карбгемоглобин . Это соединение также легко распадается. В виде карбгемоглобина переносится 20% углекислого газа.

В особых условиях гемоглобин может вступать в соединение и с другими газами. Соединение гемоглобина с угарным газом (СО) называется карбоксигемоглобин . Карбоксигемоглобин является прочным соединением. Гемоглобин блокирован в нем угарным газом и неспособен осуществлять перенос кислорода. Сродство гемоглобина к угарному газу выше его сродства к кислороду, поэтому даже небольшое количество угарного газа в воздухе является опасным для жизни.

При некоторых патологических состояниях, например, при отравлении сильными окислителями (бертолетовой солью, перманганатом калия и др.) образуется прочное соединение гемоглобина с кислородом – метгемоглобин , в котором происходит окисление железа, и оно становится трехвалентным. В результате этого гемоглобин теряет способность отдавать кислород тканям, что может привести к гибели человека.

В скелетных и сердечной мышцах находится мышечный гемоглобин, называемый миоглобином. Он играет важную роль в снабжении кислородом работающих мышц.

В клинических условиях принято вычислять степень насыщения эритроцитов гемоглобином – это так называемый цветовой показатель . В норме он равен 1. Такие эритроциты называются нормохромными. При цветовом показателе более 1,1 эритроциты гиперхромные, менее 0,85 – гипохромные. Цветовой показатель важен для диагностики анемий различной этиологии.

Процесс разрушения оболочки эритроцитов и выход гемоглобина в плазму крови называется гемолизом . При этом плазма окрашивается в красный цвет и становится прозрачной – «лаковая кровь».

Осмотический гемолиз может возникнуть в гипотонической среде. Концентрация раствора NаСl, при которой начинается гемолиз, носит название осмотической резистентности эритроцитов. Для здоровых людей границы минимальной и максимальной стойкости эритроцитов находятся в пределах от 0,4 до 0,34%.

Химический гемолиз может быть вызван хлороформом, эфиром, разрушающими белково-липидную оболочку эритро-
цитов.

Биологический гемолиз встречается при действии ядов змей, насекомых, микроорганизмов, при переливании несовместимой крови под влиянием иммунных гемолизинов.

Температурный гемолиз возникает при замораживании и размораживании крови в результате разрушения оболочки эритроцитов кристалликами льда.

Механический гемолиз происходит при сильных механических воздействиях на кровь, например встряхивании ампулы с кровью.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) у здоровых мужчин составляет 2- 10 мм в час, у женщин – 2- 15 мм в час. СОЭ зависит от многих факторов: количества, объема, формы и величины заряда эритроцитов, их способности к агрегации, белкового состава плазмы. В большей степени СОЭ зависит от свойств плазмы, чем эритроцитов. СОЭ растет при беременности, стрессе, воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваниях, при уменьшении числа эритроцитов, при повышении содержания фибриногена. СОЭ снижается при увеличении количества альбуминов. Многие стероидные гормоны (эстрогены, глюкокортикоиды), а также лекарственные вещества (салицилаты) вызывают повышение СОЭ.

Разрушение эритроцитов происходит в печени, селезенке, костном мозге посредством клеток мононуклеарной фагоцитарной системы. Продукты распада эритроцитов также являются стимуляторами кроветворения.

Лейкоциты , или белые кровяные тельца, представляют собой бесцветные клетки, содержащие ядро и протоплазму, размером от 8 до 20 мкм.

Количество лейкоцитов в периферической крови взрослого человека колеблется в пределах 4,0-8,0·10 9 /л, или 4000-9000 в
1 мкл. Увеличение количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитозом , уменьшение – лейкопенией . Лейкоцитозы могут быть физиологическими и патологическими (реактивными). Лейкоциты в зависимости от того, однородна ли их протоплазма или содержит зернистость, делят на две группы: зернистые, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты. Гранулоциты в зависимости от гистологических красок, какими они окрашиваются, бывают трех видов: базофилы (окрашиваются основными красками), эозинофилы (кислыми красками) и нейтрофилы (и основными, и кислыми красками). Нейтрофилы по степени зрелости делятся на метамиелоциты (юные), палочкоядерные и сегментоядерные. Агранулоциты бывают двух видов: лимфоциты и моноциты.

В клинике имеет значение не только общее количество лейкоцитов, но и процентное соотношение всех видов лейкоцитов, получившее название лейкоцитарной формулы , или лейкограммы (таблица).

При ряде заболеваний характер лейкоцитарной формулы меняется. Увеличение количества юных и палочкоядерных нейтрофилов называется сдвигом лейкоцитарной формулы влево . Он свидетельствует об обновлении крови и наблюдается при острых инфекционных и воспалительных заболеваниях, а также при лейкозах.

Все виды лейкоцитов выполняют в организме защитную функцию.

Лейкоциты разрушаются в слизистой оболочке пищеварительного тракта, а также в ретикулярной ткани.

Лейкоцитарная формула здорового человека, в %

Тромбоциты , или кровяные пластинки – плоские клетки неправильной округлой формы диаметром 2-5 мкм. Тромбоциты человека не имеют ядер. Количество тромбоцитов в крови человека составляет 200-400·10 9 /л, или 180000-320000 в 1 мкл. Имеют место суточные колебания: днем тромбоцитов больше, чем ночью. Увеличение содержания тромбоцитов в периферической крови называется тромбоцитозом , уменьшение – тромбоцитопенией .

Тромбоциты образуются в красном костном мозге из гигантских клеток мегакариоцитов.

Главной функцией тромбоцитов является участие в гемостазе. Тромбоциты способны прилипать к чужеродной поверхности (адгезия), а также склеиваться между собой (агрегация) под влиянием разнообразных причин. Тромбоциты продуцируют и выделяют ряд биологически активных веществ: серотонин, адреналин, норадреналин, а также вещества, получившие название пластинчатых факторов свертывания крови.

Учение о группах крови возникло в связи с проблемой переливания крови. В 1901 г. К. Ландштейнер обнаружил в эритроцитах людей агглютиногены А и В . В плазме крови находятся агглютинины a и b (гамма-глобулины). Согласно классификации К.Ландштейнера и Я.Янского, в зависимости от наличия или отсутствия в крови конкретного человека агглютиногенов и агглютининов различают четыре группы крови. Эта система получила название АВО , группы крови в ней обозначаются цифрами и теми агглютиногенами, которые содержатся в эритроцитах данной группы. Групповые антигены – это наследственные врожденные свойства крови, не меняющиеся в течение всей жизни человека. Агглютининов в плазме крови новорожденных нет. Они образуются в течение первого года жизни ребенка под влиянием веществ, поступающих с пищей, а также вырабатываемых кишечной микрофлорой.

I группа (О ) – в эритроцитах агглютиногенов нет, в плазме содержатся агглютинины a и b ;

II группа (А ) – в эритроцитах содержится агглютиноген А , в плазме – агглютинин b ;

III группа (В ) – в эритроцитах находится агглютиноген В , в плазме – агглютинин a ;

IV группа (АВ ) – в эритроцитах обнаруживаются агглютиногены А и В , в плазме агглютининов нет.

У жителей Центральной Европы I группа крови встречается в 33,5%, II группа – 37,5%, III группа – 21%, IV группа – 8%. У 90% коренных жителей Америки встречается I группа крови. Более 20% населения Центральной Азии имеют III группу крови.

Агглютинация происходит в том случае, если в крови человека встречается агглютиноген с одноименным агглютинином: агглютиноген А с агглютинином а или агглютиноген В с агглютинином b . При переливании несовместимой крови в результате агглютинации и последующего гемолиза развивается гемотрансфузионный шок, который может привести к смерти. Поэтому было разработано правило переливания небольших количеств крови (200 мл), по которому учитывали наличие агглютиногенов в эритроцитах донора и агглютининов в плазме реципиента.

В 1940 г. К.Ландштейнер и А.Винер в эритроцитах обезьяны макаки-резуса обнаружили антиген, который назвали резус-фактором . Этот антиген находится в крови у 85% людей белой расы. У некоторых народов, например эвенов, резус-фактор встречается в 100%. Кровь, содержащая резус-фактор, называется резус-положительной (Rh+). Кровь, в которой резус-фактор отсутствует, называется резус-отрицательной (Rh-). Резус-фактор передается по наследству.

Медицинская реабилитация

Активная реакция крови - чрезвычайно важная гомеостатическая константа организма, обеспечивающая течение окислительно-восстановительных процессов, деятельность ферментов, направление и интенсивность всех видов обмена.
Кислотность или щелочность раствора зависит от содержания в нем свободных ионов водорода [Н+]. Количественно активная реакция крови характеризуется водородным показателем - рН {power hydrogen - «сила водорода»).
Водородный показатель - отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, т. е. pH=-lg.
Символ рН и шкалу рН (от 0 до 14) ввел в 1908 г. Сервисен. Если рН равно 7,0 (нейтральная реакция среды), то содержание ионов Н+ равно 107 моль/л. Кислая реакция раствора имеет рН от 0 до 7; щелочная - от 7 до 14.
Кислота рассматривается как донор ионов водорода, основание - как их акцептор, т. е. вещество, которое может связывать ионы водорода.
Постоянство кислотно-основного состояния (КОС) поддерживается как физико-химическими (буферные системы), так и физиологическими механизмами компенсации (легкие, почки, печень, другие органы).
Буферными системами называют растворы, обладающие свойствами достаточно стойко сохранять постоянство концентрации водородных ионов как при добавлении кислот или щелочей, так и при разведении.
Буферная система - это смесь слабой кислоты с солью этой кислоты, образованной сильным основанием.
Примером может служить сопряженная кислотно-основная пара карбонатной буферной системы: Н2СО3 и NaHC03.
В крови существует несколько буферных систем:
1) бикарбонатная (смесь Н2СОз и НСО3-);
2) система гемоглобин - оксигемоглобин (оксигемоглобин имеет свойства слабой кислоты, а дезоксигемоглобин - слабого основания);
3) белковая (обусловленная способностью белков ионизироваться);
4) фосфатная система (дифосфат - монофосфат).
Самой мощной является бикарбонатная буферная система - она включает 53% всей буферной емкости крови, остальные системы составляют соответственно 35%, 7% и 5%. Особое значение гемоглобинового буфера заключается в том, что кислотность гемоглобина зависит от его оксигенации, то есть газообмен кислорода потенцирует буферный эффект системы.
Исключительно высокую буферную емкость плазмы крови можно проиллюстрировать следующим примером. Если 1 мл децинормальной соляной кислоты добавить кіл нейтрального физиологического раствора, который не является буфером, то его рН упадет с 7,0 до 2,0. Если такое же количество соляной кислоты добавить кіл плазмы, то рН снизится всего с 7,4 до 7,2.
Роль почек в поддержании постоянства кислотно-основного состояния заключается в связывании или выведении ионов водорода и возвращении в кровь ионов натрия и бикарбоната. Механизмы регуляции КОС почками тесно связаны с водно-солевым обменом. Метаболическая почечная компенсация развивается гораздо медленнее дыхательной компенсации - в течение 6-12 ч.
Постоянство кислотно-основного состояния поддерживается также деятельностью печени. Большинство органических кислот в печени окисляется, а промежуточные и конечные продукты либо не имеют кислого характера, либо представляют собой летучие кислоты (углекислота), быстро удаляющиеся легкими. Молочная кислота в печени преобразуется в гликоген (животный крахмал). Большое значение имеет способность печени удалять неорганические кислоты вместе с желчью.
Выделение кислого желудочного сока и щелочных соков (панкреатического и кишечного) также имеет значение в регуляции КОС.
Огромная роль в поддержании постоянства КОС принадлежит дыханию. Через легкие в виде углекислоты выделяется 95% образующихся в организме кислых валентностей. За сутки человек выделяет около 15 ООО ммоль углекислоты, следовательно, из крови исчезает примерно такое же количество ионов водорода (Н2СОз=С02Т + Н20). Для сравнения: почки ежедневно экскретируют 40-60 ммоль Н+ в виде нелетучих кислот.
Количество выделяемой двуокиси углерода определяется ее концентрацией в воздухе альвеол и объемом вентиляции. Недостаточная вентиляция приводит к повышению парциального давления С02 в альвеолярном воздухе (альвеолярная гиперкапния) и соответственно увеличению напряжения углекислого газа в артериальной крови (артериальная гиперкапния). При гипервентиляции происходят обратные изменения - развивается альвеолярная и артериальная гипокапния.
Таким образом, напряжение углекислого газа в крови (РаС02), с одной стороны, характеризует эффективность газообмена и деятельность аппарата внешнего дыхания, с другой - является важнейшим показателем кислотно-основного состояния, его дыхательным компонентом.
Респираторные сдвиги КОС самым непосредственным образом участвуют в регуляции дыхания. Легочный механизм компенсации является чрезвычайно быстрым (коррекция изменений рН осуществляется через 1-3 мин) и очень чувствительным.
При повышении РаС02 с 40 до 60 мм рт. ст. минутный объем дыхания возрастает от 7 до 65 л/мин. Но при слишком большом повышении РаС02 или длительном существовании гиперкапнии наступает угнетение дыхательного центра с понижением его чувствительности к С02.
При ряде патологических состояний регуляторные механизмы КОС (буферные системы крови, дыхательная и выделительная системы) не могут поддерживать рН на постоянном уровне. Развиваются нарушения КОС, и в зависимости от того, в какую сторону происходит сдвиг рН, выделяют ацидоз и алкалоз.
В зависимости от причины, вызвавшей смещение рН, выделяют дыхательные (респираторные) и метаболические (обменные) нарушения КОС: дыхательный ацидоз, дыхательный алкалоз, метаболический ацидоз, метаболический алкалоз.
Системы регуляции КОС стремятся ликвидировать возникшие изменения, при этом респираторные нарушения нивелируются механизмами метаболической компенсации, а метаболические нарушения компенсируются изменениями вентиляции легких.

6.1. Показатели кислотно-основного состояния

Кислотно-основное состояние крови оценивается комплексом показателей.
Величина рН - основной показатель КОС. У здоровых людей рН артериальной крови равен 7,40 (7,35-7,45), тв е. кровь имеет слабощелочную реакцию. Снижение величины рН означает сдвиг в кислую сторону - ацидоз (рН < 7,35), увеличение рН - сдвиг в щелочную сторону - алкалоз (рН > 7,45).
Размах колебаний рН кажется небольшим вследствие применения логарифмической шкалы. Однако разница в единицу рН означает десятикратное изменение концентрации водородных ионов. Сдвиги рН более чем на 0,4 (рН менее 7,0 и более 7,8) считаются несовместимыми с жизнью.
Колебания рН в пределах 7,35-7,45 относятся к зоне полной компенсации. Изменения рН вне пределов этой зоны трактуются следующим образом:
субкомпенсированный ацидоз (рН 7,25-7,35);
декомпенсированнй ацидоз (рН < 7,25);
субкомпенсированный алкалоз (рН 7,45-7,55);
декомпенсированный алкалоз (рН > 7,55).
РаС02 (РС02) - напряжение углекислого газа в артериальной крови. В норме РаС02 составляет 40 мм рт. ст. с колебаниями от 35 до 45 мм рт. ст. Повышение или снижение РаС02 является признаком респираторных нарушений.
Альвеолярная гипервентиляция сопровождается снижением РаС02 (артериальной гипокапнией) и респираторным алкалозом, альвеолярная гиповентиляция - повышением РаС02 (артериальной гиперкапнией) и респираторным ацидозом.
Буферные основания (Buffer Base, ВВ) - общее количество всех анионов крови. Поскольку общее количество буферных оснований (в отличие от стандартных и истинных бикарбонатов) не зависит от напряжения С02, по величине ВВ судят о метаболических нарушениях КОС. В норме содержание буферных оснований составляет 48,0 ± 2,0 ммоль/л.
Избыток или дефицит буферных оснований (Base Excess, BE) - отклонение концентрации буферных оснований от нормального уровня. В норме показатель BE равен нулю, допустимые пределы колебаний ±2,3 ммоль/л. При повышении содержания буферных оснований величина BE становится положительной (избыток оснований), при снижении - отрицательной (дефицит оснований). Величина BE является наиболее информативным показателем метаболических нарушений КОС благодаря знаку (+ или -) перед числовым выражением. Дефицит оснований, выходящий за пределы колебаний нормы, свидетельствует о наличии метаболического ацидоза, избыток - о наличии метаболического алкалоза.
Стандартные бикарбонаты (SB) - концентрация бикарбонатов в крови при стандартных условиях (рН=7,40; РаС02=40 мм рт. ст.; t=37 °С; S02=100%).
Истинные (актуальные) бикарбонаты (АВ) - концентрация бикарбонатов в крови при соответствующих конкретных условиях, имеющихся в кровеносном русле. Стандартные и истинные бикарбонаты характеризуют бикарбонатную буферную систему крови. В норме значения SB и АВ совпадают и составляют 24,0 ± 2,0 ммоль/л. Количество стандартных и истинных бикарбонатов уменьшается при метаболическом ацидозе и увеличивается при метаболическом алкалозе.

6.2. Нарушения кислотно-основного состояния

Метаболический (обменный) ацидоз развивается при накоплении в крови нелетучих кислот. Он наблюдается при гипоксии тканей, нарушениях микроциркуляции, кетоацидозе при сахарном диабете, почечной и печеночной недостаточности, шоке й других патологических состояниях. Наблюдается уменьшение величины рН, снижение содержания буферных оснований, стандартных и истинных бикарбонатов. Величина BE имеет знак (-), что свидетельствует о дефиците буферных оснований.
К метаболическому (обменному) алкалозу могут приводить тяжелые нарушения обмена электролитов, потеря кислого желудочного содержимого (например, при неукротимой рвоте), чрезмерное потребление с пищей щелочных веществ. Увеличивается значение рН (сдвиг в сторону алкалоза) - повышается концентрация ВВ, SB, АВ. Величина BE имеет знак (+) - избыток буферных оснований.
Причиной дыхательных нарушений кислотно-основного состояния является неадекватная вентиляция.
Респираторный (дыхательный) алкалоз возникает в результате произвольной и непроизвольной гипер-вентиляции. У здоровых людей он может наблюдаться в условиях высокогорья, при беге на длинные дистанции, при эмоциональном возбуждении. Одышка легочного или сердечного больного, когда нет условий для задержки СО2 в альвеолах, искусственная вентиляция легких могут сопровождаться респираторным алкалозом. Он протекает с повышением рН, снижением РаСОг, компенсаторным уменьшением концентрации бикарбонатов, буферных оснований, нарастанием дефицита буферных оснований.
При выраженной гипокапнии (РаСОг < 20-25 мм рт. ст.) и респираторном алкалозе могут наступить потеря сознания и судороги. Особенно неблагоприятны гипокапния и респираторный алкалоз в условиях недостатка кислорода (гипоксии). Устойчивость организма к гипоксии при этом резко падает. С этими нарушениями обычно связывают летные происшествия.
Респираторный (дыхательный) ацидоз развивается на фоне гиповентиляции, которая может быть следствием угнетения дыхательного центра. При тяжелой дыхательной недостаточности, связанной с патологией легких, возникает респираторный ацидоз. Величина рН при этом смещена в сторону ацидоза, напряжение СО2 в крови повышено.
При значительном (более 70 мм рт. ст.) и достаточно быстром повышении РаС02 (например, при астматическом статусе) может развиться гиперкапническая кома. Сначала появляются головная боль, крупный тремор рук, потливость, затем психическое возбуждение (эйфория) или сонливость, спутанность сознания, артериальная и венозная гипертензия. Далее появляются судороги, потеря сознания.
Гиперкапния и респираторный ацидоз могут быть следствием пребывания человека в атмосфере с повышенным содержанием углекислого газа.
При хронически развивающемся дыхательном ацидозе наряду с повышением РаС02 и снижением рН наблюдается компенсаторное увеличение бикарбонатов и буферных оснований. Величина BE, как правило, имеет знак (+) - избыток буферных оснований.
При хронических заболеваниях легких может возникнуть и метаболический ацидоз. Его развитие связывают с активным воспалительным процессом в легких, гипоксемией, недостаточностью кровообращения. Метаболический и респираторный ацидоз нередко сочетаются, в результате чего возникает смешанный ацидоз.
Первичные сдвиги КОС не всегда можно отличить от компенсаторных вторичных. Обычно первичные нарушения показателей КОС выражены больше, чем компенсаторные, и именно первые определяют направление сдвига рН. Правильная оценка первичных и компенсаторных сдвигов КОС - обязательное условие адекватной коррекции этих нарушений. Чтобы избежать ошибок в трактовке КОС, необходимо наряду с оценкой всех его компонентов учитывать Ра02 и клиническую картину заболевания.
Определение рН крови осуществляется электрометрическим способом с использованием стеклянного электрода, чувствительного к ионам водорода.
Для определения напряжения углекислого газа в крови используется эквилибрационная методика Аструпа или электрод Северингхауса. Значения, характеризующие метаболические компоненты КОС, рассчитывают с помощью номограммы.
Исследуется артериальная кровь или артериализированная капиллярная кровь из кончика прогретого пальца. Требуемый объем крови не превышает 0,1-0,2 мл.
В настоящее время выпускаются приборы, определяющие рН, напряжение С02 и 02 крови; расчеты производятся микрокомпьютером, входящим в состав прибора.

Активная реакция среды

Для реакций, протекающих в организме, большое значение имеет активная реакция среды.
Под активной реакцией среды понимают концентрацию в растворе ионов водорода или ионов гидроксила.
Многие вещества (электролиты) в водном растворе распадаются на ионы. В зависимости от природы электролита степень распада (диссоциации) различна. Чистая вода является очень слабым электролитом, диссоциирующим на ионы водорода и гидроксила:

Количество ионов водорода и гидроксила в чистой воде ничтожно и составляет 0,0000001 г.
Кислоты в водных растворах диссоциируют на ион водорода и соответствующий анион:

а основания - на ион гидроксила и соответствующий катион:

Если в растворе концентрация ионов водорода равна концентрации ионов гидроксила ([Н+]=[ОН-]), реакция нейтральная; если концентрация ионов водорода меньше, чем концентрация ионов гидроксила ((ОН ]), реакция кислая.
При одинаковой нормальности растворов уксусной и соляной кислот активная реакция в растворе уксусной кислоты меньше, чем в растворе соляной кислоты, так как уксусная кислота диссоциирует слабее, чем соляная, вследствие чего ионов водорода в растворе уксусной кислоты меньше, чем в растворе соляной кислоты.
Таким образом, нейтральная реакция среды характеризуется равенством концентраций ионов Н+ и OH- в растворе, кислая - преобладанием ионов водорода над ионами гидроксила, щелочная - преобладанием ионов гидроксила над ионами водорода. С увеличением концентрации ионов водорода в растворе уменьшается концентрация ионов гидроксила, и наоборот. Даже в очень кислых растворах всегда имеется ничтожное количество ионов гидроксила и в очень щелочных - ионов водорода. Поэтому активную реакцию среды можно охарактеризовать содержанием ионов водорода или содержанием ионов гидроксила. Принято активную реакцию среды выражать через концентрацию ионов водорода, которая для воды равна 1*10в-7. Чтобы не оперировать в практической работе с такими неудобными числовыми значениями, активную реакцию среды большей частью выражают через водородный показатель pH.
Водородный показатель - это логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком:

Изменения pH в области от 0 до 7 характеризуют кислую, при pH 7 нейтральную и pH от 7 до 14 щелочную реакцию.
Различные химические процессы протекают неодинаково, в зависимости от того, будет ли реакция среды кислой, нейтральной или щелочной. Так же обстоит дело и с процессами, протекающими в клетках живого организма, и здесь реакция среды играет большую роль. Это подтверждается тем, что постоянство реакции крови и тканевых жидкостей, например лимфы, поддерживается с большой точностью, несмотря на то, что вещества, образующиеся в тканях в процессе обмена, стремятся ее нарушить.
Свойства белков проявляются в строгой зависимости от характера реакции среды. Особенно важно значение активной реакции среды для ферментативных процессов.
Реакция среды крови и других тканей и органов слабощелочная, близкая к нейтральной. В крови постоянство pH поддерживается в очень узких пределах (7,3-7,4). Сдвиг pH в кислую или щелочную сторону является результатом каких-либо нарушений, происходящих в организме.
Постоянство pH крови поддерживается путем химической регуляции буферными системами, имеющимися в крови, и удалением конечных продуктов обмена легкими и почками.

РЕАКЦИЯ КРОВИ

Легкие удаляют кислые продукты - углекислоту, почки - фосфаты и аммиак, последний в основном после превращения в мочевину.
Под буферным действием понимают способность раствора сопротивляться изменениям pH, которые должны были бы произойти вследствие добавления кислоты или щелочи.
Буферные системы крови и тканевых жидкостей могут поддерживать постоянный pH при образовании кислот и оснований, освобождающихся в процессе обмена.
Из буферных систем наибольшее значение в организме имеют белки, а также минеральные соединения - бикарбонаты и фосфаты натрия и калия. Буферными системами крови являются: кароонатная - H2CO3/NaHCO3, фосфатная NaH2PO4/NaHPO4 и белковая белок-кислота/белок-соль.
В организме при взаимодействии бикарбоната натрия NaHCO3 с выделившейся в процессе обмена фосфорной кислотой образуется угольная кислота:

Угольная кислота, являясь очень нестойкой, быстро распадается и выводится из организма вместе с выдыхаемым воздухом в виде воды и углекислого газа. Таким образом обеспечивается постоянство pH крови. Так же противодействуют изменениям pH соли фосфорной кислоты. Например, при взаимодействии молочной кислоты с двузамещенным фосфорнокислым натрием образуется натриевая соль молочной кислоты и однозамещенный фосфорнокислый натрий:

Аммиак, образующийся в процессе обмена оснований, связывается со свободной угольной кислотой, в результате чего образуется бикарбонат аммония:

Важнейшим буферным веществом цельной крови является белок гемоглобин, который благодаря кислотным свойствам может связывать основания и образовывать соли, например Na-гемоглобин.
Буферную способность крови можно показать на следующем примере: чтобы сдвинуть pH сыворотки крови в щелочную сторону до pH 8,2, нужно добавить щелочи в 70 раз больше, чем к воде, а чтобы сдвинуть pH крови до 4,4, нужно добавить к крови в 327 раз больше соляной кислоты, чем к воде.

Активная реакция — кровь

Cтраница 1

Активная реакция крови (рН), обусловленная соотношением в ней водородных (Н) и гидроксильных (ОН -) ионов, является одним из жестких параметров гомео-стаза, так как только при определенном РН возможно оптимальное течение обмена веществ.  

Активная реакция крови обнаруживает значительный сдвиг в кислую сторону.  

В тяжелых случаях интенсивное образование кислых продуктов расщепления жиров и дезаминирование аминокислот в печени вызывают сдвиг активной реакции крови в кислую сторону — ацидоз.  

Несмотря на наличие буферных систем и хорошую защищенность организма от возможных изменений рН, все же иногда при некоторых условиях наблюдаются небольшие сдвиги активной реакции крови. Сдвиг рН в кислую сторону называется ацидозом, сдвиг в щелочную сторону — алкалозом.  

У здорового человека содержание хлоридов в крови при пересчете на хлористый натрий составляет 450 — 550 мг %, в плазме — 690 мг %, в эритроцитах почти в 2 раза меньше, чем в плазме. Хлориды принимают участие в газообмене и в регуляции активной реакции крови. Хлориды крови расходуются на образование соляной кислоты желудочного сока. Большие запасы хлористого натрия содержатся в коже и в печени. При некоторых патологических состояниях организма (заболевание почек и др.) хлориды задерживаются во всех тканях и особенно в подкожной клетчатке. Задержка хлоридов сопровождается задержкой воды и образованием отеков. При лихорадочных заболеваниях, бронзовой болезни содержание хлоридов в крови сильно понижается. Резкое снижение содержания хлоридов в крови может наступить, при введении в организм большого количества ртутных препаратов и служит сигналом наступающего ртутного отравления.  

Пребывание в закрытом помещении в течение 8 — 10 ч, при постепенном повышении содержания СО2 до 5 5 % и падении содержания О2 до 14 5 %, к концу опыта приводило к резкому возрастанию легочной вентиляции (до 30 — 35 л), увеличению потребления О2 на 50 % (за счет увеличенной работы дыхательных мышц), сдвигу активной реакции крови в кислую сторону, замедлению или ничтожному учащению пульса, повышению кровяного давления, особенно минимального, понижению температуры тела на 0 5 (если не повышается температура окружающего воздуха), падению физической работоспособности, к головной боли и незначительному понижению умственной работоспособности.

Пребывание в закрытом помещении в течение 8 — 10 час, при постепенном повышении СО2 до 5 5 % и падении содержания О2 до 14 5 %, к концу опыта к резкому возрастанию легочной вентиляции (до 30 — 35 л), уве-потребления О2 на 50 % (за счет увеличенной работы дыхательных у активной реакции крови в кислую сторону, замедлению или учащению пульса, повышению кровяного давления, особенно э, понижению температуры тела на 0 5 (если не повышается температура окружающего воздуха), падению физической работоспособности, головной боли и незначительному понижению умственной работоспособности.

Особенно важно нарушение терморегуляции из-за повышения температуры и влажности среды Аверьянов и др.) — При 4-часовом пребывании в герметически закрытом помещении, в котором концентрация СО2 возрастала постепенно от 0 48 до 4 7 %, а содержание О2 падало от 20 6 до 15 8 %, часть лиц жаловалась к концу опыта на духоту, легкую головную боль, наблюдалось понижение температуры, учащение дыхания, замедление или учащение пульса. Пребывание в закрытом помещении в течение 8 — 10 час, при постепенном повышении содержания СО2 Д 5 5 % и падении содержания О2 до 14 5 %, к концу опыта приводило к резкому возрастанию легочной вентиляции (до 30 — 35 л), увеличению потребления О2 на 50 % (за счет увеличенной работы дыхательных мышц), сдвигу активной реакции крови в кислую сторону, замедлению или ничтожному учащению пульса, повышению кровяного давления, особенно минимального, понижению температуры тела на 0 5 (если не повышается температура окружающего воздуха), падению физической работоспособности, головной боли и незначительному понижению умственной работоспособности.  

В крови малярика присходят сложные физико-химические процессы благодаря присутствию плазмодиев. Внедрение плазмодиев в эритроциты, их разбухание, нарушение обмена и другие явления влияют на физико-химию крови. Многие ученые считают, что активная реакция крови играет очень существенную роль при малярии. Сдвиг в кислую сторону активирует инфекцию, в щелочную — тормозит ее. Отрицательные аэроионы увеличивают в крови число щелочных ионов. Это должно отразиться на жизненных отправлениях плазмодиев. В самом деле, уж не благодаря ли сдвигу активной реакции крови возникает благоприятный эффект при применении отрицательных аэроионов для лечения малярии.  

Начиная с 4 — 5 %, а при медленном повышении содержания СОа в воздухе-при более высоких концентрациях (— 8 % и выше) лоявляются ощущение раздражения слизистых оболочек дыхательных путей, кашель, ощущение тепла в груди, раздражение глаз, пцтливость, чувство сдавливания головы, головные боли, шум в ушах, повышение кровяного давления (особенно у гипертоников), сердцебиение, психическое возбуждение, головокружение, реже рвота.

Активная реакция крови (рН)

Число дыханий в 1 мин. СОа до 8 % значительно не увеличивается; при более высоких концентрациях дыхание учащается. При переходе на вдыхание нормального воздуха — часто тошнота и рвота. По зарубежным данным, концентрацию 6 % подопытные лица выдерживали добровольно до 22 мин, 10 4 % — не более 0 5 мин. Пребывание в закрытом помещении в течение 8 — 10 час, при постепенном повышении содержания СО2 до 5 5 % и падении содержания О2 до 14 5 %, к концу опыта приводило к резкому возрастанию легочной вентиляции (до 30 — 35 л), увеличению потребления О2 на 50 % (за счет увеличенной работы дыхательных мышц), сдвигу активной реакции крови в кислую сторону, замедлению или ничтожному учащению пуЛьса, повышению кровяного давления, особенно минимального, понижению температуры тела на 0 5 (если не повышается температура окружающего воздуха), падению физической работоспособности, головной боли и незначительному понижению умственной работоспособности, увеличение скорости нарастания концентрации СО2 при одинаковом конечном ее содержании утяжеляло состояние человека.  

Страницы:      1

Активная реакция крови, обусловленная концентрацией в ней водородных (Н’) и гидроксильных (ОН’) ионов, имеет чрезвычайно важное биологическое значение, так как процессы обмена протекают нормально только при определенной реакции.

Кровь имеет слабо щелочную реакцию. Показатель активной реакции (рН) артериальной крови равен 7,4; рН венозной крови вследствие большего содержания в ней углекислоты равен 7,35. Внутри клеток рН несколько ниже и равен 7 - 7,2, что зависит от метаболизма клеток и образования в них кислых продуктов обмена.

Активная реакция крови удерживается в организме на относительно постоянном уровне, что объясняется буферными свойствами плазмы и эритроцитов, а также деятельностью выделительных органов.

Буферные свойства присущи растворам, содержащим слабую (т. е. малодиссоциированную) кислоту и ее соль, образованную сильным основанием. Прибавление к подобному раствору сильной кислоты или щелочи не вызывает такого большого сдвига в сторону кислотности или щелочности, как в том случае, если прибавить то же количество кислоты или щелочи к воде. Это объясняется тем, что прибавленная сильная кислота вытесняет слабую кислоту из ее соединений с основаниями. В растворе при этом образуется слабая кислота и соль сильной кислоты. Буферный раствор, таким образом, препятствует сдвигу активной реакции. При добавлении к буферному раствору сильной щелочи образуется соль слабой кислоты и вода, вследствие чего возможный сдвиг активной реакции в щелочную сторону уменьшается.

Буферные свойства крови обусловлены тем, что в ней содержатся следующие вещества, образующие так называемые буферные системы: 1) угольная кислота - двууглекислый натрий (карбонатная буферная система)-, 2) одноосновный - двухосновный фосфорнокислый натрий (фосфатная буферная система), 3) белки плазмы (буферная система белков плазмы)-, белки, будучи амфолитами, способны отщеплять как водородные, так и гидроксильные ионы в зависимости от реакции среды; 4) гемоглобин - калийная соль гемоглобина (буферная система гемоглобина). Буферные свойства красящего вещества крови - гемоглобина - обусловлены тем, что он, будучи кислотой более слабой, чем H 2 CO 3 , отдает ей ионы калия, а сам, присоединяя Н’-ионы, становится очень слабо диссоциирующей кислотой. Примерно 75% буферной способности крови обусловлено гемоглобином. Карбонатная и фосфатная буферные системы имеют для сохранения постоянства активной реакции крови меньшее значение.

Буферные системы имеются также в тканях, благодаря чему рН тканей способен сохраняться на относительно постоянном уровне.

Реакция крови и поддержание ее постоянства

Главными буферами тканей являются белки и фосфаты. Вследствие наличия буферных систем образующиеся в клетках в ходе процессов обмена веществ углекислота, молочная, фосфорная и другие кислоты, переходя из тканей в кровь, не вызывают обычно значительных изменений ее активной реакции.

Характерным свойством буферных систем крови является более легкий сдвиг реакции в щелочную, чем в кислую сторону. Так, для сдвига реакции плазмы крови в щелочную сторону приходится прибавлять к ней в 40-70 раз больше едкого натра, чем к чистой воде. Для того же чтобы вызвать сдвиг ее реакции в кислую сторону, к ней необходимо добавить в 327 раз больше соляной кислоты, чем к воде. Щелочные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образуют так называемый щелочной резерв крови. Величину последнего можно определить по тому количеству кубических сантиметров углекислоты, которое может быть связано 100 мл крови при давлении углекислоты, равном 40 мм рт. ст., т. е. приблизительно соответствующем обычному давлению углекислоты в альвеолярном воздухе.

Так как в крови имеется определенное и довольно постоянное отношение между кислотными и щелочными эквивалентами, то принято говорить о кислотно-щелочном равновесии крови.

Посредством экспериментов над теплокровными животными, а также клиническими наблюдениями установлены крайние, совместимые с жизнью пределы изменений рН крови. По-видимому, такими крайними пределами являются величины 7,0-7,8. Смещение рН за эти пределы влечет за собой тяжелые нарушения и может привести к смерти. Длительное смещение рН у человека даже на 0,1-0,2 по сравнению с нормой может оказаться гибельным для организма.

Несмотря на наличие буферных систем и хорошую защищенность организма от возможных изменений активной реакции крови, сдвиги в сторону повышения ее кислотности или щелочности все же иногда наблюдаются при некоторых условиях как физиологических, так в особенности патологических. Сдвиг активной реакции в кислую сторону называется ацидозом, сдвиг в щелочную сторону - алкалозом.

Различают компенсированный и некомпенсированный ацидоз и компенсированный и некомпенсированный алкалоз. При некомпенсированном ацидозе или алкалозе наблюдается действительный сдвиг активной реакции в кислую или щелочную сторону. Это происходит вследствие исчерпания регуляторных приспособлений организма, т. е. тогда, когда буферные свойства крови оказываются недостаточными для того, чтобы воспрепятствовать изменению реакции. При компенсированном ацидозе или алкалозе, которые наблюдаются чаще, чем некомпенсированные, не происходит сдвига активной реакции, но уменьшается буферная способность крови и тканей. Понижение буферности крови и тканей создает реальную опасность перехода компенсированных форм ацидоза или алкалоза в некомпенсированные.

Ацидоз может возникнуть, например, вследствие увеличения содержания в крови углекислоты или вследствие уменьшения щелочного резерва. Первый вид ацидоза -газовый ацидоз наблюдается при затрудненном выделении углекислоты из легких, например при легочных заболеваниях. Второй вид ацидоза негазовый, он встречается при образовании в организме избыточного количества кислот, например при диабете, при почечных болезнях. Алкалоз также может быть газовым (усиленное выделение CO 3) и негазовым (увеличение резервной щелочности).

Изменения щелочного резерва крови и незначительные изменения ее активной реакции всегда происходят в капиллярах большого и малого круга кровообращения. Так, поступление большого количества углекислоты в кровь тканевых капилляров вызывает закисление венозной крови на 0,01-0,04 рН по сравнению с артериальной кровью. Противоположный сдвиг активной реакции крови в щелочную сторону происходит в легочных капиллярах в результате перехода углекислого газа в альвеолярный воздух.

В сохранении постоянства реакции крови имеет большое значение деятельность дыхательного аппарата, обеспечивающего удаление избытка углекислоты путем усиления вентиляции легких. Важная роль в поддержании реакции крови на постоянном уровне принадлежит также почкам и желудочно-кишечному тракту, выделяющим из организма избыток как кислот, так и щелочей.

При сдвиге активной реакции в кислую сторону, почки выделяют с мочой увеличенные количества кислого одноосновного фосфата натрия, а при сдвиге в щелочную сторону происходит выделение с мочой значительных количеств щелочных солей: двухосновного фосфорнокислого и двууглекислого натрия. В первом случае моча становится резко кислой, а во втором - щелочной (рН мочи в нормальных условиях равен 4,7- 6,5, а при нарушениях кислотно-щелочного равновесия может достигать 4,5 и 8,5).

Выделение относительно небольшого количества молочной кислоты осуществляется также потовыми железами.

pH или кислотность опухолевой ткани

Классическими работами О. Варбурга в 20-е годы прошлого века было показано, что опухолевые клетки интенсивно превращают глюкозу в молочную кислоту даже в присутствии кислорода. На основании данных об избыточной продукции молочной кислоты многие исследователи в течение десятилетий предполагали, что опухоли «кислые». Однако нюансы величин рН опухолевой ткани и значение кислотности для роста новообразования стали более понятными в течение последних двух десятилетий благодаря методикам, позволяющим измерять внутрии внеклеточный рН (рНi и рНе) плотных тканей.

РЕАКЦИЯ КРОВИ

Во многих работах установлено, что рН, опухолевых клеток нейтрален, вплоть до щелочного в условиях, при которых опухоли не лишены кислорода и энергии.

В опухолевых клетках имеются действенные механизмы для выведения протонов во внеклеточное пространство, которое в опухолях представляет «кислый» компартмент. Поэтому в новообразованиях существует градиент рН на клеточной мембране: рН, > рНе. Интересно, что этот градиент является «обратным» в нормальных тканях, где рН, ниже, чем рНе.

Как уже указывалось, опухолевые клетки интенсивно расщепляют глюкозу до молочной кислоты (помимо окисления глюкозы). Однако нет каких-либо особых причин приписывать аэробному гликолизу специфичность для злокачественного роста, хотя увеличенная способность к гликолизу все еще остается ключевым признаком новообразований. Другие значимые патогенетические механизмы, приводящие к выраженному тканевому ацидозу, базируются на стимуляции гидролиза АТФ, глутаминолизе, кетогенезе и продукции С02 и угольной кислоты.

Образование одной лишь молочной кислоты не может объяснить наличие ацидоза, который отмечается во внеклеточном пространстве опухолей. Другие механизмы также могут играть важную роль в формировании кислого внеклеточного компартмента опухолевой ткани. Это допущение поддерживается экспериментальными данными К. Newell и соавт., которые предположили, что образование молочной кислоты - не единственная причина кислотности опухолевой ткани. Следует отметить, что эти результаты были получены в экспериментах с клетками, дефицитными по гликолизу.

Значения рН , полученные с помощью инвазивных электродов (потенциометрическое измерение рН), отражают, в основном, кислотно-щелочной статус внеклеточного пространства (рНе), которое составляет примерно 45 % общего объема ткани в злокачественных опухолях.

Это явно контрастирует с нормальными тканями, где в среднем внеклеточный компарт-мент составляет приблизительно всего 16 %. Величины рНе, измеренные в злокачественных новообразованиях, сдвинуты к более кислым значениям по сравнению с нормальными тканями (0,2-0,5). В некоторых опухолях рНе может быть даже ниже 5,6.

Имеет место заметная вариабельность измеряемых величин между различными опухолями, которая превышает гетерогенность, наблюдаемую в опухолях. Внутриопухолевая гетерогенность рН в опухолях человека с помощью рН-электродов достаточно детально не изучена, как это было сделано в экспериментах с опухолями животных. Так как распределение молочной кислоты в опухолях довольно гетерогенно, следует ожидать и заметной гетерогенности в распределении значений рН внутри различных микроскопических участков.

Гетерогенность внутриопухолевого рН особенно доказательна в частично некротизированных опухолях, где тканевой рН даже выше, чем рН артериальной крови, что может наблюдаться в участках старого некроза. Этот сдвиг рН вызван главным образом связыванием протонов при денатурации белка, накоплением аммиака, который образуется при катаболизме пептидов и белков, и прекращением образования протонов в реакциях энергетического метаболизма.

Оглавление темы «Внутриклеточная и внеклеточная pH опухолевой ткани»:
1. Изменения экспрессии генов опухолями при гипоксии
2. Индуцированные гипоксией изменения в геноме и клональная селекция
3. pH или кислотность опухолевой ткани
4. Внутриклеточная кислотность опухоли и градиент pH в опухолевой ткани
5. Бикарбонатное и дыхательное истощение внеклеточного компартмента опухолей

Растворы и жидкости в отношении их кислотности. Показатель водно-солевого баланса в тканях и крови организма — pH-фактор. Закисление организма, повышенное содержание щёлочи в организме (алкалоз). Концентрация буферных систем. Защита от перекислений.

HTML-версии работы пока нет.

Жидкие среды организма

Внутренняя среда организма. Система крови. Основы гемопоэза. Физико-химические свойства крови, состав плазмы. Резистентность эритроцитов. Группы крови и резус-фактор. Правила переливания крови. Количество, виды и функции лейкоцитов. Система фибpинолиза.

лекция , добавлен 30.07.2013

Физиология крови

Активная реакция крови (рН)

Объем циркулирующей крови, содержание веществ в ее плазме. Белки плазмы крови и их функции. Виды давления крови. Регуляция постоянства рН крови.

презентация , добавлен 29.08.2013

Кровь как внутренняя среда организма

Основные функции крови, ее физиологическое значение, состав. Физико-химические свойства плазмы. Белки крови, эритроциты, гемоглобин, лейкоциты.

Группы крови и резус-фактор. Кроветворение и регуляция системы крови, гемостаз. Образование лимфы, ее роль.

курсовая работа , добавлен 06.03.2011

Система крови

Понятие о внутренней среде организма. Обеспечение определенного уровня возбудимости клеточных структур. Постоянство состава и свойств внутренней среды, гомеостаз и гомеокинез. Функции, константы и состав крови. Объем циркулирующей в организме крови.

презентация , добавлен 26.01.2014

Клеточный состав крови. Кроветворение

Объем крови в организме взрослого здорового человека. Относительная плотность крови и плазмы крови. Процесс образования форменных элементов крови. Эмбриональный и постэмбриональный гемопоэз. Основные функции крови. Эритроциты, тромбоциты и лейкоциты.

презентация , добавлен 22.12.2013

Кровеносная система

Понятие о внутренней среде организма. Функции крови, ее количество и физико-химические свойства. Форменные элементы крови. Свертывание крови, повреждение сосуда. Группы крови, кровеносная система, большой и малый круги кровообращения, переливание крови.

учебное пособие , добавлен 24.03.2010

Физиология крови и кровообращения

Внутренняя среда человека и устойчивость всех функций организма. Рефлекторная и нервно-гуморальная саморегуляция. Количество крови у взрослого человека. Значение белков плазмы крови. Осмотическое и онкотическое давление. Форменные элементы крови.

лекция , добавлен 25.09.2013

Почки и циркуляция жидкостей в организме человека

Функции почек: фильтрация, очистка и обеспечение баланса в крови и других жидких средах организма. Образование мочи путем фильтрации крови. Строение почек, капиллярных узлов и капсул. Реабсорбция воды и питательных веществ. Нарушение работы почек.

реферат , добавлен 14.07.2009

Химические элементы в организме человека и животных

Основные химические элементы, отвечающие за жизнеспособность организма, характеристика, степень влияния. Участие элементов в реакциях организма, последствия их недостатка, избытка. Понятие и виды ядовитых для организма элементов. Химический состав крови.

реферат , добавлен 13.05.2009

Буферные системы

Кислотно-основные буферные системы и растворы. Классификация кислотно-основных буферных систем. Механизм буферного действия. Кислотно-щелочное равновесие и главные буферные системы в организме человека.

ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ

В систему крови входят: кровь, циркулирующая по сосудам; органы, в которых происходит образование клеток крови и их разрушение (костный мозг, селезенка, печень, лимфатические узлы), и регулирующий нейрогуморальный аппарат.

Для нормальной деятельности всех органов необходимо постоянное снабжение их кровью. Прекращение кровообращения даже на короткий срок (в мозге всего на несколько минут) вызывает необратимые изменения. Это обусловлено тем, что кровь выполняет в организме важные функции, необходимые для жизни. Основные функции крови следующие.

Трофическая (питательная) функция. Кровь переносит питательные вещества (аминокислоты, моносахариды и др.) от пищеварительного тракта к клеткам организма. Эти вещества нужны клеткам в качестве строительного и энергетического материала, а также для обеспечения их специфической деятельности. Например, через вымя коровы должно пройти 500-550 л крови, чтобы его секретирующие клетки образовали 1 л молока.

Экскреторная (выделительная) функция . С помощью крови происходит удаление из клеток организма конечных продуктов обмена веществ, ненужных и даже вредных (аммиак, мочевина, мочевая кислота, креатинин, различные соли и т. д.). Эти вещества с кровью приносятся к органам выделения и далее выделяются из организма.

Респираторная (дыхательная функция). Кровь переносит кислород от легких к тканям, а образующийся в них углекислый газ транспортирует к легким, откуда он удаляется при выдохе. Объем переноса кислорода и углекислого газа кровью зависит от интенсивности обмена веществ в организме.

Защитная функция. В крови имеется очень большое количество лейкоцитов, обладающих способностью поглощать и переваривать микробы и другие инородные тела, поступающие в организм. Эта способность лейкоцитов была открыта русским ученым Мечниковым (1883 г.) и получила название фагоцитоза, а сами клетки были названы фагоцитами. Как только в организм попадает инородное тело, лейкоциты устремляются к нему, захватывают и переваривают его благодаря наличию мощной системы ферментов. Нередко они погибают в этой борьбе и тогда, скапливаясь в одном месте, образуют гной. Фагоцитарная активность лейкоцитов получила название клеточного иммунитета. В жидкой части крови в ответ на поступление в организм инородных веществ появляются особые химические соединения - антитела. Если они обезвреживают ядовитые вещества, выделяемые микробами, то их называют антитоксинами, если вызывают склеивание микробов и других инородных тел, их называют агглютининами. Под влиянием антител может происходить растворение микробов. Такие антитела носят название лизинов. Существуют антитела, вызывающие осаждение чужеродных белков - преципитины. Наличие антител в организме обеспечивает его гуморальный иммунитет. Такую же роль играет бактерицидная пропердиновая система.

Терморегулирующая функция. В силу своего непрерывного движения и большой теплоемкости кровь способствует распределению тепла по организму и поддержанию определенной температуры тела. Во время работы органа в нем происходит резкое усиление процессов обмена веществ и выделение тепловой энергии. Так, в функционирующей слюнной железе количество тепла увеличивается в 2-З раза по сравнению с состоянием покоя. Еще больше возрастает образование тепла в мышцах во время их деятельности. Но тепло не задерживается в работающих органах. Оно поглощается кровью и разносится по всему телу. Изменение температуры крови вызывает возбуждение центров регуляция тепла, расположенных в продолговатом мозге и гипоталамусе, что приводит к соответствующему изменению образования и отдачи тепла, в результате чего температура тела поддерживается на постоянном уровне.

Коррелятивная функция. Кровь, постоянно двигаясь в замкнутой системе кровеносных сосудов, обеспечивает связь между различными органами, и организм функционирует как единая целостная система. Эта связь осуществляется при помощи различных веществ, поступающих в кровь (гормоны и пр.). Таким образом, кровь участвует в гуморальной регуляции функций организма.

Кровь и ее производные - тканевая жидкость и лимфа - образуют внутреннюю среду организма. Функции крови направлены на то, чтобы поддерживать относительное постоянство состава этой среды. Таким образом, кровь участвует в поддержании гомеостаза.

Кровь, имеющаяся в организме, циркулирует по кровеносным сосудам не вся. В обычных условиях значительная часть ее находится в так называемых депо:

в печени до 20%

в селезенке примерно 16%

в коже до 10% от всего количества крови.

Отношение между циркулирующей и депонированной кровью меняется в зависимости от состояния организма. При физической работе, нервном возбуждении, при кровопотерях часть депонированной крови рефлекторным путем выходит в кровеносные сосуды.

Количество крови различно у животных разного вида, пола, породы, хозяйственного использования. Например, количество крови у спортивных лошадей достигает 14-15 % от массы тела, а у тяжеловозов - 7-8 %. Чем интенсивнее процессы обмена веществ в организме, чем выше потребность в кислороде, тем больше крови у животного.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ

Кровь по своему содержанию неоднородна. При отстаивании в пробирке несвернувшейся крови (с добавлением лимоннокислого натрия) она разделяется на два слоя:

верхний (60-55 % общего объема) - желтоватая жидкость - плазма,

нижний (40-45 % объема) - осадок - форменные элементы крови

(толстый слой красного цвета - эритроциты,

над ним тонкий беловатый осадок - лейкоциты и кровяные пластинки)

Следовательно, кровь состоит из жидкой части (плазмы) и взвешенных в ней форменных элементов.

Вязкость и относительная плотность крови. Вязкость крови обусловлена наличием в ней эритроцитов и белков. В нормальных условиях вязкость крови в З-5 раз больше вязкости воды. Она увеличивается при больших потерях воды организмом (поносы, обильное потение), а также при возрастании количества эритроцитов. При уменьшении числа эритроцитов вязкость крови снижается.

Относительная плотность крови колеблется в очень узких границах (1,035-1,056) (табл. 1). Плотность эритроцитов выше - 1,08-1,09. Благодаря этому происходит оседание эритроцитов, когда свертывание крови предотвращается. Относительная плотность лейкоцитов и кровяных пластинок ниже, чем эритроцитов, поэтому при центрифугировании они образуют слой над эритроцитами. Относительная плотность цельной крови в основном зависит от количества эритроцитов, поэтому у самцов она несколько выше, чем у самок.

Осмотическое и онкотическое давление крови. В жидкой части крови растворены минеральные вещества - соли. У млекопитающих их концентрация составляет около 0,9 %. Они находятся в диссоциированном состоянии в виде катионов и анионов. От содержания этих веществ зависит в основном осмотическое давление крови. Осмотическое давление - это сила, вызывающая движение растворителя через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Клетки тканей и клетки самой крови окружены полупроницаемыми оболочками, через которые легко проходит вода и почти не проходят растворенные вещества. Поэтому изменение осмотического давления в крови и тканях может привести к набуханию клеток или потере ими воды. Даже незначительные изменения соленого состава плазмы крови губительны для многих тканей, и прежде всего для клеток самой крови. Осмотическое давление крови держится на относительно постоянном уровне за счет функционирования регулирующих механизмов. В стенках кровеносных сосудов, в тканях, в отделе промежуточного мозга - гипоталамусе имеются специальные рецепторы, реагирующие на изменение осмотического давления, - осморецепторы. Раздражение осморецепторов вызывает рефлекторное изменение деятельности выделительных органов, и они удаляют избыток воды или солей, поступивших в кровь. Большое значение в этом отношении имеет кожа, соединительная ткань которой впитывает избыток воды из крови или отдает ее в кровь при повышении осмотического давления последней.

Величину осмотического давления обычно определяют косвенными методами. Наиболее удобен и распространен криоскопический способ, когда находят депрессию, или понижение точки замерзания крови. Известно, что температура замерзания раствора тем ниже, чем больше концентрация растворенных в нем частиц, то есть чем больше его осмотическое давление. Температура замерзания крови млекопитающих на О,56-О,58 °С ниже температуры замерзания воды, что соответствует осмотическому давлению 7,6 атм, или 768,2 кПа.

Определенное осмотическое давление создают и белки плазмы. Оно составляет 1/220 общего осмотического давления плазмы крови и колеблется от 3,325 до 3,99 кПа, или О,О3-О,О4 атм, или 25-ЗО мм рт. ст. Осмотическое давление белков плазмы крови называют онкотическим давлением. Оно значительно меньше давления, создаваемого растворенными в плазме солями, так как белки имеют огромную молекулярную массу, и, несмотря на большее их содержание в плазме крови по массе, чем солей, количество их грамм - молекул оказывается относительно небольшим, к тому же они значительно менее подвижны, чем ионы. А для величины осмотического давления имеет значение не масса растворенных частиц, а них число и подвижность.

Онкотическое давление препятствует чрезмерному переходу воды из крови в ткани и способствует реабсорбции ее из тканевых пространств, поэтом

у при уменьшении количества белков в плазме крови развиваются отеки тканей.

Реакция крови и буферные системы. Кровь животных имеет слабощелочную реакцию. Ее рН колеблется в пределах 7,35-7,55 и сохраняется на относительно постоянном уровне, несмотря на постоянное поступление в кровь кислых и щелочных продуктов обмена. Постоянство реакции крови имеет большое значение для нормальной жизнедеятельности, так как сдвиг рН на О,З-О,4 смертельно опасен для организма. Активная реакция крови (рН) является одной из жестких констант гомеостаза.

Поддержание кислотно-щелочного равновесия достигается наличием в крови буферных систем и деятельностью выделительных органов, удаляющих избытки кислот и щелочей.

В крови имеются следующие буферные системы: гемоглобиновая, карбонатная, фосфатная, белков плазмы крови.

Гемоглобиновая буферная система. Это самая мощная система. Примерно 75 % буферов крови составляет гемоглобин. В восстановленном состоянии он является очень слабой кислотой, в окисленном - его кислотные свойства усиливаются.

Карбонатная буферная система. Представлена смесы слабой кислоты - угольной и ее солей - бикарбонатов натрия и калия. При обычно существующей в крови концентрации водородных ионов количество растворенной угольной кислоты примерно в 20 раз меньше, чем бикарбонатов. При поступлении в плазму крови более сильной кислоты, чем угольная, анионы сильной кислоты взаимодействуют с катионами натрия бикарбоната, образуя натриевую соль, а ионы водорода, соединяясь с анионами НСО образуют малодиссоциированную угольную кислоту. При поступлении в плазму крови молочной кислоты возникает реакция:

CH 3 CHOHCOOH + NaHCO 3 = CH 3 CHOHCOONa + H 2 CO 3

Так как угольная кислота слабая, при ее диссоциации образуется очень мало водородных ионов. Кроме того, под действием содержащегося в эритроцитах фермента карбоангидразы, или угольной ангидразы, угольная кислота распадается на углекислый газ и воду. Углекислый газ выделяется с выдыхаемым воздухом, и изменения реакции крови не происходит. В случае поступления в кровь оснований они вступают в реакцию с угольной кислотой, образуя бикарбонаты и воду; реакция вновь остается постоянной. На долю карбонатной системы приходится относительно небольшая часть буферных веществ крови, ее роль в организме значительна, так как с деятельностью этой системы связано выведение углекислого газа легкими, что обеспечивает почти мгновенное восстановление нормальной реакции крови.

Фосфатная буферная система. Эта система образована смесы однозамещенного и двузамещенного фосфорнокислого натрия, или дигидрофосфата и гидрофосфата натрия. Первое соединение слабо диссоциирует и ведет себя как слабая кислота, второе - имеет свойства слабой щелочи. Вследствие не большой концентрации фосфатов в крови роль этой системы менее значительна.

Белки плазмы крови. Как и всякие белки, они обладают амфотерными свойствами: с кислотами вступают в реакцию как основания, с основаниями как кислоты, благодаря чему участвуют в поддержании рН на относительно постоянном уровне.

Мощность буферных систем неодинакова у разных видов животных. Особенно велика она у животных, биологически приспособленных к напряженной мышечной работе, например у лошадей, оленей.

Вследствие того что в ходе обмена веществ образуется больше кислотных продуктов, чем щелочных, опасность сдвига реакции в кислую сторону более вероятна, чем в щелочную. В связи с этим буферные системы крови обеспечивают горазд большую устойчивость по отношению к поступлению кислот, чем щелочей Так, для сдвига реакции плазмы крови в щелочную сторону к ней нужно прибавить раствора едкого натра в 40-70 раз больше, чем к воде. Чтобы вызвать сдвиг реакции крови в кислую сторону, к плазме приходится прибавлять соляной кислоты в 327 раз больше, чем к воде. Следовательно, запас щелочных веществ крови значительно больше, чем кислых, то есть щелочной резерв кров во много раз превышает кислотный.

Так как в крови имеется определенное и довольно постоянное отношение между кислотными и щелочными компонентами, принято называть его кислотно-щелочным равновесием.

Величину щелочного резерв крови можно определить по количеству содержащихся в ней бикарбонатов, которое обычно выражают кубических сантиметрах углекислого газа, образовавшегося из бикарбонатов путем прибавления кислоты в условиях равновесия с газовой смесы, где парциальное давление угле кислого газа равно 40 мм рт. ст., что соответствует давлению этого газа альвеолярном воздухе (метод Ван Слайка).

Щелочной резерв у лошадей составляет 55-57 см у крупного рогатого скота - в среднем 60, овец - 56 см углекислого газа 100 мл плазмы крови.

Несмотря на наличие буферных систем и хорошую защищенность организма от сдвига реакции крови изменение кислотно-щелочного равновесия все же возможно. Например при напряженной мышечной работе щелочной резерв крови резко уменьшается - до 20 об % (объемных процентов) Неправильное Одностороннее кормление КРС кислым силосом или концентратами приводит к сильному снижению щелочного резерва (до 10 об %).

Если поступающие в кровь кислоты вызывают лишь уменьшение щелочного резерва но не сдвигают реакцию крови в кислую сторону, то наступает так называемый компенсированный ацидоз. Если не только исчерпывает щелочной резерв, но и сдвигается реакция крови в кислую сторону, возникает состояние некомпенсированного ацидоза.

Различают также компенсированный и некомпенсированный алкалозы. В первом случае происходит увеличение щелочного резерва крови и уменьшение кислотного без сдвига реакции крови. Во втором случае наблюдают и сдвиг реакции крови в щелочную сторону. Это может быть вызвано скармливанием или введением в организм большого количества щелочных продуктов, а также выведением кислот или повышенной задержкой щелочных веществ. Состояние компенсированного алкалоза возникает при гипервентиляции легких и усиленном выведении углекислого газа из организма.

Как ацидоз, так и алкалоз может быть метаболическим (негазовым) и респираторным (дыхательным, газовым). Метаболический ацидоз характеризуется снижением концентрации карбонатов в крови. Респираторный ацидоз, развивается в результате накопления углекислоты в организме. Метаболический алкалоз обусловлен увеличением количества бикарбонатов в крови, например при введении внутрь или парентерально веществ богатых гидроксилами. Газовый алкалоз связан с гипервентиляцией лёгких, при этом углекислый газ усиленно удаляется из организма.

Состав плазмы крови.

Плазма крови - это сложная биологическая система, тесно связанная с тканевой жидкостью организма.

В плазме крови содержится 90-92 % 8- % сухих веществ. в состав сухих веществ входят белки, глюкоза, липиды (нейтральные жиры, лецитин, холестерин и т. д.), молочная и пировиноградная кислота, небелковые азотистые вещества (аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин), различные минеральные соли (преобладает хлористый натрий) ферменты, гормоны, витамины пигменты.

В плазме растворены также кислород, углекислый газ и азот.

Белки плазмы и их функционал значение . Основную часть сухого вещества плазмы составляют белки. общее их количество равно 6-8 %. имеется несколько десятков различных белков, которые делят на две основные группы: альбумины и глобулины. Соотношение между количеством альбуминов и глобулинов в плазме крови животных разных видов различно (табл. 2).

Соотношение альбуминов и глобулинов в плазме крови называют белковым коэффициентом . У свиней, овец, коз, собак, кроликов, человека он больше единицы, а у лошадей, крупного рогатого скота количество глобулинов как правило превышает количество альбуминов то есть он меньше единицы. Полагают, что от величины этого коэффициента зависит скорость оседания эритроцитов - она повышается при увеличение количества глобулинов

Для разделения белков плазмы применяют метод электрофореза. Имея различный электрический за ряд, разные белки движутся в электрическом поле с неодинаковой скоростью. С помощью этого метода удалось разделить глобулины на не сколько фракций: α 1 α 2 β γ глобулины. В глобулиновую фракцию входит фибриноген, имеющий большое значение в свертывании крови.

Альбумины и фибриноген образуются в печени, глобулины, кроме печени, еще и в костном мозге, Селезенке, лимфатических узлах.

Белки плазмы крови выполняют многообразные функции. Они поддерживают нормальный объем крови и постоянное количество воды в тканях. Как крупномолекулярные коллоидные частицы, белки не могут проходить через стенки капилляров в тканевую жидкость. Оставаясь в крови, они притягивают некоторое количество воды из тканей в кровь и создают так называемое онкотическое давление. Особенно большое значение в его создании принадлежит альбуминам, имеющим меньшую молекулярную массу и отличающимся большей подвижностью, чем глобулины. На их долю приходится примерно 80 % онкотического давления.

Большую роль играют белки и в транспорте питательных веществ. Альбумины связывают и переносят жирные кислоты, пигменты желчи; α - и β - глобулины переносят холестерин, стероидные гормоны, фосфолипиды; γ - глобулины участвуют в транспорте металлических катионов.

Белки плазмы крови, и прежде всего фибриноген, участвуют в свертывании крови. Обладая амфотерными свойствами, они поддерживают кислотно-щелочное равновесие. Белки создают вязкость крови, имеющую важное значение в поддержании артериального давления. Они стабилизируют кровь, препятствуя чрезмерному оседанию эритроцитов.

Протеины играют большую роль в иммунитете. В γ - глобулиновую фракцию белков входят различные антитела, которые защищают организм от вторжения бактерий и вирусов. При иммунизации животных количество γ - глобулинов увеличивается.

В 1954 г. в плазме крови был открыт белковый комплекс, содержащий липиды и полисахариды, - пропердин. Он способен вступать в реакции с вирусными белками и делать их неактивными, а также вызывать гибель бактерий. Пропердин является важным фактором врожденной невосприимчивости к ряду заболеваний.

Белки плазмы крови, и в первую очередь альбумины, служат источником образования белков различных органов. С помощью методики меченых атомов доказано, что введенные парентерально (минуя пищеварительный тракт) белки плазмы быстро включаются в белки, специфические для различных органов.

Белки плазмы крови осуществляют креаторные связи, то есть передачу информации, влияющей на генетический аппарат клетки и обеспечивающей процессы роста, развития, дифференцировки и поддержании структуры организма.

Небелковые азотсодержащие соединения . В эту группу входят аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, аммиак, которые также относятся к органическим веществам плазмы крови. Они получи ли название остаточного азота. Общее количество его составляет 11- 15 ммоль/л (30-40 мг%). При на рушении функции почек содержание остаточного азота в плазме крови резко возрастает.

Безазотистые органические вещества плазмы крови. К ним относят глюкозу и нейтральные жиры. Количество глюкозы в плазме крови колеблется в зависимости от вида животных. наименьшее ее количество содержится в плазме крови жвачных - 2,2-3,3 ммоль/л (40-60 мг%), животных с однокамерным желудком - 5,54 ммоль/л (100 мг%), в крови кур-7,2 ммоль/л (130-290 мг%).

Неорганические вещества плазмы – соли. У млекопитающих они составляют около 0,9 г% и находятся в диссоциированном состоянии в виде катионов и анионов. От их содержания зависит осмотическое давление.

ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ

Форменные элементы крови делятся на три группы - эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки

Общий объем форменных элементов в 100 объемах крови называют показателем гематокрита.

Эритроциты. Красные кровяные летки составляют главную массу клеток крови. Свое название они получили от греческого слова «эритрос» - красный. Они определяют красный цвет крови. Эритроциты рыб, амфибий, рептилий и птиц - крупные, овальной формы клетки, содержащие ядро. Эритроциты млекопитающих значительно мельче, лишены ядра и имеют форму двояковогнутых дисков (только у верблюдов и лам они овальные).

Двояковогнутая форма увеличивает поверхность эритроцитов и способствует быстрой и равномерной диффузии кислорода через их оболочку. Эритроцит состоит из тонкой сетчатой стромы, ячейки которой заполнены пигментом гемоглобином, и более плотной оболочки. Последняя образована слоем липидов, заключённым между двумя мономолекулярными слоями белков. Оболочка обладает избирательной проницаемостью. Через нее легко проходят вода, анионы, глюкоза, мочевина, однако не пропускает белки и почти непроницаема для большинства катионов.

Эритроциты очень эластичны, легко сжимаются и поэтому могут проходить через узкие капилляры, диаметр которых меньше их диаметра.

Размеры эритроцитов позвоночных колеблются в широких пределах, наименьший диаметр они имеют у млекопитающих, а среди них у дикой и домашней козы; эритроциты наибольшего диаметра найдены у амфибий, в частности у протея.

Количество эритроцитов в крови определяют под микроскопом с помощью счетных камер или электронных приборов - целлоскопов. В крови у животных разных видов содержится неодинаковое число эритроцитов. Увеличение количества эритроцитов в крови вследствие усиленного их образования называют истинным эритроцитозом, если же число эритроцитов в крови увеличивается вследствие поступления их из депо крови, говорят о перераспределительном эритроцитозе.

Совокупность эритроцитов всей крови животного называют эритроном. Это огромная величина. Так, общее количество красных кровяных клеток у лошадей массой 500 кг достигает 436,5 трилл., все вместе они образуют огромную поверхность, что имеет большое значение для эффективного выполнения их функций.

Функции эритроцитов

Они весьма многообразны: перенос кислорода от легких к тканям; перенос углекислого газа от тканей к легким; транспортировка питательных веществ - адсорбированных на их поверхности аминокислот - от органов пищеварения к клеткам организма; поддержание рН крови на относительно постоянном уровне благодаря наличию гемоглобина; активное участие в процессах иммунитета: эритроциты адсорбируют на своей поверхности различные яды, которые затем разрушаются клетками мононуклеарной фагоцитарной системы (МФС); осуществление процесса свертывания крови. В них найдены почти все факторы, которые содержатся в тромбоцитах. Кроме того, их форма удобна для прикрепления нитей фибрина, а их поверхность катализирует гемостаз.

Г е м о л и з. Разрушение оболочки эритроцитов и выход из них гемоглобина называется гемолизом. Он может быть химический, когда их оболочка разрушается химическими веществами (кислотами, щелочами, сапонином, мылом, эфиром, хлороформом и т. д.); физический, который подразделяют на механический (при сильном встряхивании), температурный (под действием высокой и низкой температуры), лучевой (под действием рентгеновских или ультрафиолетовых лучей). Осмотический гемолиз - разрушение эритроцитов в воде или гипотонических растворах, осмотическое давление которых меньше, чем в плазме крови. Вследствие того, что давление внутри эритроцитов больше, чем в окружающей среде, вода переходит в эритроциты, их объем увеличивается и оболочки лопаются, а гемоглобин выходит наружу. Если окружающий раствор имеет достаточно низкую концентрацию соли, наступает полный гемолиз и вместо нормальной непрозрачной крови образуется относительно прозрачная «лаковая» кровь. Если раствор, в котором находятся эритроциты, менее гипотоничен, наступает частичный гемолиз. Биологический гемолиз может возникнуть при переливании крови, если кровь несовместима, при укусах некоторых змей и т.д.

В организме постоянно в небольших количеств происходит гемолиз при отмирании старых эритроцитов. При этом эритроциты разрушаются в печени, селезенке, красном костном мозге, освободившийся гемоглобин поглощается клетками этих органов, а в плазме циркулирующей крови он отсутствует.

Г е м о г л о б и н. Свою основную функцию - перенос газов кровью - эритроциты выполняют благодаря наличию в них гемоглобина, который представляет сложный белок - хромопротеид, состоящий из белковой части (глобина) и небелковой пигментной группы (гема), соединенных между собой гистидиновым мостиком. В молекуле гемоглобина четыре гема. Гем построен из четырех пирроловых колец и содержит двухвалентное железо. Он является активной, или так называемой простетической, группой гемоглобина и обладает способностью присоединять и отдавать молекулы кислорода. У всех видов животных гем имеет одинаковое строение, в то время как глобин отличается по аминокислотному составу.

Гемоглобин, присоединивший кислород, превращается в оксигемоглобин (НЬО) ярко-алого цвета, что и определяет цвет артериальной крови. Оксигемоглобин образуется в капиллярах легких, где напряжение кислорода высокое. В капиллярах тканей, где кислорода мало, он распадается на гемоглобин и кислород. Гемоглобин, отдавший кислород, называют восстановленным или редуцированным гемоглобином (НЬ). Он придает венозной крови вишневый цвет. И в оксигемоглобине, и в восстановленном гемоглобине атомы железа находятся в двухвалентном состоянии.

Источник "Медицинский справочник Физиология человека" http://www.medical-enc.ru/physiology/reaktsiya-krovi.shtml

Активная реакция крови, обусловленная концентрацией в ней водородных (Н") и гидроксильных (ОН") ионов, имеет чрезвычайно важное биологическое значение, так как процессы обмена протекают нормально только при определенной реакции.
Кровь имеет слабо щелочную реакцию. Показатель активной реакции (рН) артериальной крови равен 7,4; рН венозной крови вследствие большего содержания в ней углекислоты равен 7,35. Внутри клеток рН несколько ниже и равен 7 - 7,2, что зависит от метаболизма клеток и образования в них кислых продуктов обмена.
Активная реакция крови удерживается в организме на относительно постоянном уровне, что объясняется буферными свойствами плазмы и эритроцитов, а также деятельностью выделительных органов.

Буферные свойства присущи растворам, содержащим слабую (т. е. малодиссоциированную) кислоту и ее соль, образованную сильным основанием. Прибавление к подобному раствору сильной кислоты или щелочи не вызывает такого большого сдвига в сторону кислотности или щелочности, как в том случае, если прибавить то же количество кислоты или щелочи к воде. Это объясняется тем, что прибавленная сильная кислота вытесняет слабую кислоту из ее соединений с основаниями. В растворе при этом образуется слабая кислота и соль сильной кислоты. Буферный раствор, таким образом, препятствует сдвигу активной реакции. При добавлении к буферному раствору сильной щелочи образуется соль слабой кислоты и вода, вследствие чего возможный сдвиг активной реакции в щелочную сторону уменьшается.

Буферные свойства крови обусловлены тем, что в ней содержатся следующие вещества, образующие так называемые буферные системы: 1) угольная кислота - двууглекислый натрий (карбонатная буферная система)-, 2) одноосновный - двухосновный фосфорнокислый натрий (фосфатная буферная система), 3) белки плазмы (буферная система белков плазмы)-, белки, будучи амфолитами, способны отщеплять как водородные, так и гидроксильные ионы в зависимости от реакции среды; 4) гемоглобин - калийная соль гемоглобина (буферная система гемоглобина). Буферные свойства красящего вещества крови - гемоглобина - обусловлены тем, что он, будучи кислотой более слабой, чем H2CO3, отдает ей ионы калия, а сам, присоединяя Н"-ионы, становится очень слабо диссоциирующей кислотой. Примерно 75% буферной способности крови обусловлено гемоглобином. Карбонатная и фосфатная буферные системы имеют для сохранения постоянства активной реакции крови меньшее значение.

Буферные системы имеются также в тканях, благодаря чему рН тканей способен сохраняться на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются белки и фосфаты. Вследствие наличия буферных систем образующиеся в клетках в ходе процессов обмена веществ углекислота, молочная, фосфорная и другие кислоты, переходя из тканей в кровь, не вызывают обычно значительных изменений ее активной реакции.

Характерным свойством буферных систем крови является более легкий сдвиг реакции в щелочную, чем в кислую сторону. Так, для сдвига реакции плазмы крови в щелочную сторону приходится прибавлять к ней в 40-70 раз больше едкого натра, чем к чистой воде. Для того же чтобы вызвать сдвиг ее реакции в кислую сторону, к ней необходимо добавить в 327 раз больше соляной кислоты, чем к воде. Щелочные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образуют так называемый щелочной резерв крови. Величину последнего можно определить по тому количеству кубических сантиметров углекислоты, которое может быть связано 100 мл крови при давлении углекислоты, равном 40 мм рт. ст., т. е. приблизительно соответствующем обычному давлению углекислоты в альвеолярном воздухе.

Так как в крови имеется определенное и довольно постоянное отношение между кислотными и щелочными эквивалентами, то принято говорить о кислотно-щелочном равновесии крови.

Посредством экспериментов над теплокровными животными, а также клиническими наблюдениями установлены крайние, совместимые с жизнью пределы изменений рН крови. По-видимому, такими крайними пределами являются величины 7,0-7,8. Смещение рН за эти пределы влечет за собой тяжелые нарушения и может привести к смерти. Длительное смещение рН у человека даже на 0,1-0,2 по сравнению с нормой может оказаться гибельным для организма.

Несмотря на наличие буферных систем и хорошую защищенность организма от возможных изменений активной реакции крови, сдвиги в сторону повышения ее кислотности или щелочности все же иногда наблюдаются при некоторых условиях как физиологических, так в особенности патологических. Сдвиг активной реакции в кислую сторону называется ацидозом, сдвиг в щелочную сторону - алкалозом.
Различают компенсированный и некомпенсированный ацидоз и компенсированный и некомпенсированный алкалоз. При некомпенсированном ацидозе или алкалозе наблюдается действительный сдвиг активной реакции в кислую или щелочную сторону. Это происходит вследствие исчерпания регуляторных приспособлений организма, т. е. тогда, когда буферные свойства крови оказываются недостаточными для того, чтобы воспрепятствовать изменению реакции. При компенсированном ацидозе или алкалозе, которые наблюдаются чаще, чем некомпенсированные, не происходит сдвига активной реакции, но уменьшается буферная способность крови и тканей. Понижение буферности крови и тканей создает реальную опасность перехода компенсированных форм ацидоза или алкалоза в некомпенсированные.

Ацидоз может возникнуть, например, вследствие увеличения содержания в крови углекислоты или вследствие уменьшения щелочного резерва. Первый вид ацидоза -газовый ацидоз наблюдается при затрудненном выделении углекислоты из легких, например при легочных заболеваниях. Второй вид ацидоза негазовый, он встречается при образовании в организме избыточного количества кислот, например при диабете, при почечных болезнях. Алкалоз также может быть газовым (усиленное выделение CO3) и негазовым (увеличение резервной щелочности).

Изменения щелочного резерва крови и незначительные изменения ее активной реакции всегда происходят в капиллярах большого и малого круга кровообращения. Так, поступление большого количества углекислоты в кровь тканевых капилляров вызывает закисление венозной крови на 0,01-0,04 рН по сравнению с артериальной кровью. Противоположный сдвиг активной реакции крови в щелочную сторону происходит в легочных капиллярах в результате перехода углекислого газа в альвеолярный воздух.

В сохранении постоянства реакции крови имеет большое значение деятельность дыхательного аппарата, обеспечивающего удаление избытка углекислоты путем усиления вентиляции легких. Важная роль в поддержании реакции крови на постоянном уровне принадлежит также почкам и желудочно-кишечному тракту, выделяющим из организма избыток как кислот, так и щелочей.

При сдвиге активной реакции в кислую сторону, почки выделяют с мочой увеличенные количества кислого одноосновного фосфата натрия, а при сдвиге в щелочную сторону происходит выделение с мочой значительных количеств щелочных солей: двухосновного фосфорнокислого и двууглекислого натрия. В первом случае моча становится резко кислой, а во втором - щелочной (рН мочи в нормальных условиях равен 4,7- 6,5, а при нарушениях кислотно-щелочного равновесия может достигать 4,5 и 8,5).

Выделение относительно небольшого количества молочной кислоты осуществляется также потовыми железами.

Наряду с постоянством осмотического давления и постоянством соотношения концентраций ионов солей в крови поддерживается постоянство реакции. Реакция среды определяется концентрацией водородных ионов. Обычно пользуются водородным показателем, обозначаемым рН.

Нейтральная среда характеризуется рН 7, кислая рН меньше 7, а щелочная - рН больше 7. Реакция крови слабо щелочная - рНв среднем 7,36.

Сдвиги реакции в кислую или щелочную сторону сказываются на нормальном функционировании организма, нарушая его деятельность. Однако в нормальных условиях жизнедеятельности здорового организма даже при сравнительно больших количествах щелочей и кислот, поступающих иногда в , ее реакция не подвергается значительным колебаниям. Поддержанию постоянства реакции способствуют имеющиеся в крови , получившие название буферных веществ крови. Эти нейтрализуют значительную часть поступивших в кислот и щелочей и тем самым препятствуют сдвигу реакции крови. К буферным веществам крови относятся , бикарбонаты, фосфаты и белки крови.

Сохранению постоянства реакции способствует также деятельность легких, почек и потовых желез. Через легкие уд а л яется углекислота, а через почки и потовые железы - избыток кислот и щелочей.

Некоторые сравнительно небольшие сдвиги реакции крови могут наступить при усиленной мышечной работе, при усиленном дыхании, при некоторых заболеваниях и др. Мышечная работа сопровождается образованием молочной кислоты, которая непрерывно поступает в . При совершении большой физической работы в кровь поступает значительное количество молочной кислоты, что может в конечном итоге вызвать некоторый сдвиг реакции. Уменьшение рН при мышечной работе обычно не превышают 0,1-0,2. После прекращения работы реакция крови вновь возвращается к нормальному состоянию. Сдвиг реакции крови в кислую сторону называется ацидозом. Сдвиг реакции крови в щелочную сторону называется алкалозом.

Подобное изменение реакции может наступить при разных условиях, например при усиленном дыхании. Следствием усиленного дыхания является удаление из крови большого количества угольной кислоты, что приводит к сдвигу реакции в щелочную сторону. После установления нормального дыхания рН крови быстро возвращается к своей обычной величине.

Статья на тему Реакция крови