Без крови жизнь невозможна. В организме человека она выполняет ряд важных функций. Их несколько, но переоценить эти свойства трудно. От состояния крови зависит работа сердца, органов и сосудов.
Функции и характеристики организма предопределяют физико-химические свойства крови. Чтобы понимать их, необходимо углубиться в изучение вопросов физиологии человеческого тела. Отдельно следует рассмотреть составляющие элементы крови, а также свойства плазмы.
Кровь необходима человеку по ряду причин. Она выступает подвидом соединительной ткани. В состав крови входят форменные клетки и жидкая субстанция (плазма).
К первой группе относят эритроциты, тромбоциты и лейкоциты. Каждая разновидность кровяных телец выполняет определенные функции. Их в цельной крови насчитывается до 45%. Плазма является межклеточной жидкостью и составляет 55% от общей массы.
Соотношение форменных частичек крови к общему ее объему называется гематокритом. Половая принадлежность влияет на физико-химические свойства крови. Физиология представителей мужского пола предполагает гематокритное число от 41 до 48%, а у женского – от 37 до 43%. Его уровень регулируется различными механизмами человеческого организма. Это может быть изменение всасывания и выделения солей, жажда, регуляция белкового обмена или выработки эритроцитов.
Например, при подъеме в горы, где атмосфера становится более разреженной, гематокрит увеличивается из-за необходимости усилить снабжение организма кислородом. Объем крови, которая находится в теле взрослого человека, достигает около 5 л. Это приблизительно 7% от его общей массы.
Функции и физико-химические свойства крови обеспечивают нормальную работу человеческого организма. К основным задачам этой субстанции относят транспортные, регуляторные, терморегуляторные качества, а также защитные свойства и поддержание тканевой регенерации.
Транспортная функция состоит из нескольких аспектов. Кровеносная система переносит кислород к тканям, забирая от них углекислый газ (дыхательная функция). Также к транспортным качествам относится доставка питательных веществ ко всем системам. В эту группу входит и экскреторное назначение крови. Она собирает конечные продукты клеточного обмена и транспортирует их к органам выделения.
Терморегуляторное назначение крови заключается в переносе тепла от места его образования к другим системам. Поддержание регенерации тканей и их гомеостазиса происходит за счет обменных процессов.
Кровь также регулирует перенос гормонов и прочих веществ. Защитное предназначение заключается в обеспечении иммунной функции. Для этого в организме человека происходит целый ряд процессов.
Чтобы человек чувствовал себя хорошо, требуется поддержание в норме всех функций крови. Но помимо этого, существует целый ряд показателей, характеризующих здоровье организма. Это основные физико-химические свойства крови. Кратко их можно перечислить, но каждое требует более подробного рассмотрения.
Основными показателями состояния кровеносной системы выступают онкотическое и осмотическое давление, суспензионные качества. Также важен такой признак, как коллоидная плазменная стабильность. Основными качествами, которые также оцениваются при лабораторном исследовании, являются плотность и вязкостные характеристики крови. Все перечисленные свойства должны находиться в норме, иначе самочувствие человека значительно ухудшается, т. к. кровь перетекает через все системы, питая каждую клетку. От ее характеристик напрямую зависит здоровье.
Рассматривая основные физико-химические свойства крови, нужно в первую очередь обратить внимание на такое ее качество, как осмотический тип давления. Этот показатель зависит от уровня концентрации растворенных веществ в плазме.
Это могут быть неэлектролиты и электролиты. Все эти компоненты оказывают определенное давление. NaCl создает большую часть этого воздействия. Неорганические компоненты в своей совокупности составляют 95% всего осмотического давления.
В норме у взрослого человека этот показатель составляет 7,5-7,6 атм. Это так называемый физиологический раствор, содержание соли в котором составляет 0,86%. Но если показатель содержания NaCl увеличивается, то повышается его концентрация и, соответственно, давление. Этот раствор носит название «гипертонический». Падение же концентрации соли ведет к снижению давления. Это приводит к появлению гипотонического типа раствора.
Нарушение физико-химических свойств крови относительно осмотического давления ведет к сбоям работы системы. Физиологическая среда по этому принципу способствует переходу раствора через полупроницаемые мембраны. Причем движение осуществляется от жидкости с меньшей концентрацией соли к более насыщенной.
При гипертоническом типе раствора эритроциты теряют воду, что ведет к их сморщиванию. Если же наблюдается пониженный тип давления, то они увеличиваются. В таком случае эритроциты могут даже лопаться. Этот процесс именуется гемолизом осмотическим. Недостаток красных кровяных телец опасен для человека.
В коллоидной среде белки также способны создавать давление, поэтому важно знать гематологический химический состав. Физико-химические свойства крови рассматриваются и по критерию онкотической разновидности давления.
Белки, содержащиеся в плазме, трудно преодолевают тонкие капиллярные сосуды. Давление онкотическое позволяет накапливать в крови воду. Оно создается в основном альбуминами. Их количество в плазме самое высокое.
Если по какой-то причине число альбуминов в плазме занижено, ткани начинают отекать. При увеличении их концентрации происходит обратный процесс. В кровеносной системе удерживается значительное количество воды. Нарушения этого показателя также ощущаются человеком.
Коллоидная стабильность, которая наблюдается в плазме, также входит в физико-химические свойства крови. Физиология этого процесса обеспечена гидратацией молекул белков.
На их оболочке присутствует двойное электрическое ионовое покрытие. Они составляют так называемый потенциал поверхности. Он может также быть обусловлен скольжением, которое происходит на поверхности частицы. Оно осуществляется в растворе. Этот процесс формирует на поверхностях однородные заряды, при которых частицы отталкиваются.
Такие процессы определяют устойчивость коллоидных растворов, предотвращают образование скоплений. Чем выше значение потенциала, тем сильнее белковые частицы удаляются друг от друга.
Степенью устойчивости этого раствора называют дзета-потенциал. Из-за преимущественного содержания в плазме среди всех белков именно альбуминов, коллоидная стабильность зависит в основном от них.
Исследуя физико-химические свойства крови, следует обратить внимание на суспензионные качества. Они связаны со стабильностью белков в плазме. Клеточные единицы в норме должны поддерживаться во взвешенном состоянии. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) является основным критерием суспензионных свойств крови.
Оценка этого процесса проводится в неподвижном кровяном объеме. Альбумины адсорбируются на поверхности красных кровяных телец. Чем их накапливается больше, тем сильнее повышается суспензионная способность.
Если в крови повышается уровень глобулинов или других крупномолекулярных нестабильных белков, то СОЭ будет повышаться. Суспензионные свойства при этом понижаются. Норма этого показателя у мужчин составляет 5-11 мм/ч, а у женского пола – 6-12 мм/ч.
Физико-химические свойства крови изучаются в разрезе ее вязкостных характеристик. Они важны не менее других показателей.
Вязкость – это способность одних частиц относительно других сопротивляться движению жидкости за счет силы трения. Это сложный процесс взаимодействия в составе крови воды, молекул коллоидов с одной стороны, форменных элементов и плазмы – с другой.
Вязкость плазмы по этой причине существенно отличается от аналогичного показателя крови. Их можно сравнивать относительно воды. У плазмы в этом случае вязкость выше на 1,9-2,4 раза, а у крови – в 5 раз. Если количество эритроцитов повышается, растет число гематокрита, увеличивается вязкость.
Отклонения возможны и в вязкостном показателе, которым характеризуются физико-химические свойства крови. Патофизиология рассматривает этот процесс в комплексе. Помимо увеличения эритроцитов, на него может влиять и изменение плазмы. Чем больше в ней концентрация высокомолекулярных белков, тем показатель вязкости выше.
Также этому способствует суспензионное снижение качества крови. Если эритроциты образуют скопления, увеличивается и вязкость.
Кровь является неоднородной структурой. Понижение артериального давления также способно увеличить ее вязкость. И, наоборот, понижение вязкости происходит под влиянием высокого давления. Системная структурированность ломается. Если капилляры сужаются до 150 мк и менее, вязкость уменьшается. От этого показателя напрямую зависит работа сердечно-сосудистой системы человека.
Изменение физико-химических свойств крови отражается на работе каждой системы организма. На контроле необходимо держать и такой параметр, как удельный вес. Он зависит от количества эритроцитов, а также содержащегося в них гемоглобина.
Состав плазмы, бесспорно, играет важную роль. Показатель удельного веса крови составляет у взрослого человека 1,05-1,06. У мужчин количество эритроцитов выше, поэтому этот показатель у них немного значительнее.
В условиях повышенной потери организмом влаги (например, в жаркую погоду, в душном помещении) удельный вес крови повышается. У плазмы этот показатель ниже, чем у эритроцитов. Поэтому при потере жидкости происходит повышение гематокрита. Чтобы привести этот показатель в норму, мозг посылает сигнал о жажде. Это позволяет восполнить запасы воды. Поэтому в жаркий день возрастает потребность в большом количестве жидкости.
Физико-химические свойства плазмы крови также заслуживают подробного рассмотрения. Благодаря содержащимся в ней белкам данным веществом выполняется ряд функций.
Плазма регулирует водно-солевой обмен, поддерживает осмотическое давление. Это очень важно для нормального самочувствия. За счет онкотического давления она обеспечивает необходимый уровень гомеостазиса. Благодаря плазме также поддерживаются вязкостные свойства, свертываемость, защитные функции.
Эта среда участвует в поддержании правильного уровня кислотно-щелочного баланса. Плазма является резервом аминокислот. Это дает возможность крови выполнять свои питательные функции. В плазме транспортируются гормоны, жирные кислоты.
Рассмотрев физико-химические свойства крови, можно понять ее важность для организма. Поддержание всех характеристик на должном уровне является залогом здоровья и правильной работы всей сердечно-сосудистой системы. Даже незначительные отклонения в показателях и свойствах крови, ее плазмы влияют на самочувствие человека.
К сигналам организма нужно прислушиваться для своего же блага. Если каких-нибудь компонентов не хватает для нормального функционирования кровеносной системы, человек будет чувствовать себя неудовлетворительно. В таких случаях необходимо обратиться к гематологу.
По материалам fb.ru
- Физиология
- История физиологии
- Методы физиологии
Среди разнообразных показателей внутренней среды организма осмотическое и онкотическое давление занимают одно из главных мест. Они являются жесткими гомеостатическими константами внутренней среды и их отклонение (повышение или понижение) опасно для жизнедеятельности организма.
Осмотическое давление крови — это давление, возникающее на границе раздела растворов солей или других низкомолекулярных соединений различной концентрации.
Его величина обусловлена концентрацией осмотически активных веществ (электролитов, неэлектролитов, белков), растворенных в плазме крови, и регулирует транспорт воды из внеклеточной жидкости в клетки и наоборот. Осмотическое давление плазмы крови в норме составляет 290±10 мосмоль/кг (в среднем равно 7,3 атм., или 5600 мм рт.ст., или 745 кПа). Около 80% величины осмотического давления плазмы крови обусловлено натрия хлоридом, который полностью ионизирован. Растворы, осмотическое давление которых такое же, как плазмы крови, называются изотоническими, или изоосмическими. К ним относят 0,85- 0,90% раствор натрия хлорида и 5,5% раствор глюкозы. Растворы с меньшим осмотическим давлением, чем у плазмы крови, называются гипотоническими, а с большим — гипертоническими.
Осмотическое давление крови, лимфы, тканевой и внутриклеточной жидкостей приблизительно одинаково и отличается достаточным постоянством. Это необходимо для обеспечения нормальной жизнедеятельности клеток.
Онкотическое давление крови — представляет собой часть осмотического давления крови, создаваемую белками плазмы.
Величина онкотического давления колеблется в пределах 25-30 мм рт.ст. (3,33- 3,99 кПа) и на 80% определяется альбуминами вследствие их малых размеров и наибольшего содержания в плазме крови. Онкотическое давление играет важную роль в регуляции обмена воды в организме, а именно в ее удержании в кровеносном сосудистом русле. Онкотическое давление влияет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи, всасывание воды из кишечника. При понижении онкотического давления плазмы (например, при болезнях печени, когда снижено образование альбуминов, или болезнях почек, когда повышено выделение белков с мочой) развиваются отеки, так как вода плохо удерживается в сосудах и переходит в ткани.
По материалам www.grandars.ru
Вискозиметр Гесса.
В клинике чаще применяют ротационные вискозиметры.
В них жидкость находится в зазоре между двумя соосными телами, например цилиндрами. Один из цилиндров (ротор) вращается, а другой неподвижен. Вязкость измеряется по угловой скорости ротора, создающего определенный момент силы на неподвижном цилиндре, или по моменту силы, действующему на неподвижный цилиндр, при заданной угловой скорости вращения ротора.
В ротационных вискозиметрах можно менять градиент скорости, задавая разные угловые скорости вращения ротора. Это позволяет измерять вязкость при разных градиентах скорости, которые меняется для неньютоновских жидкостей, таких как кровь.
Температура крови [13]
Во многом зависит от интенсивности обмена веществ того органа, от которого оттекает кровь, и колеблется в пределах 37—40°С. При движении крови не только происходит некоторое выравнивание температуры в различных сосудах, но и создаются условия для отдачи или сохранения тепла в организме.
Осмотическим называется давление крови, которая обуславливает переход растворителя (вода) через полупроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор.
Другими словами движение растворителя направлено от меньшего к большему осмотическому давлению. Сравните с гидростатическим давлением: движение жидкости направлено от большего к меньшему давлению.
Обратите внимание! Нельзя в определении говорить « . давлением . называется сила . » ++601[Б67] ++.
Осмотическое давление крови равно приблизительно 7,6 атм. или 5776 мм рт.ст. (7,6´760).
Осмотическое давление крови зависит в основном от растворенных в ней низкомолекулярных соединений, главным образом солей. Около 60 % этого давления создается NaCl. Осмотическое давление в крови, лимфе, тканевой жидкости, тканях приблизительно одинаково и отличается постоянством. Даже в случаях, когда в кровь поступает значительное количество воды или соли, осмотическое давление не претерпевает существенных изменений.
Онкотическое давление — часть осмотического давления, обусловленная белками. 80 % онкотического давления создают альбумины.
Онкотическое давление не превышает 30 мм рт. ст., т.е. составляет 1/200 часть осмотического давления.
Используется несколько показателей осмотического давления:
Единицы давления атм. Или мм рт.ст.
Осмотическая активность плазмы[Б68] – концентрации кинетически (осмотически) активных частиц в единице объёма. Чаще всего используется единица миллиосмоль на литр – мосмоль/л.
1 осмоль = 6,23 ´ 1023 частиц
Нормальная осмотическая активность плазмы = 285-310 мосмоль/л.
В практике часто используются понятия осмолярности – ммоль/л и осмоляльности ммоль/кг (литр и кг растворителя)
Чем больше онкотическое давление, тем больше воды удерживается в сосудистом русле и тем меньше ее переходит в ткани и наоборот. Онкотическое давление влияет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи и всасывание воды в кишечнике. Поэтому кровезамещающие растворы должны содержать в своем составе коллоидные вещества, способные удерживать воду [++601++].
При снижении концентрации белка в плазме развиваются отеки, так как вода перестает удерживаться в сосудистом русле и переходит в ткани.
Онкотическое давление играет более важную роль в регуляции водного обмена, чем осмотическое. Почему? Ведь оно в 200 раз меньше осмотического. Дело в том, что Градиент концентрация электролитов (которые обуславливают осмотическое давление) по обе стороны биологических барьеров
В клинической и научной практике широко используются такие понятия как изотонические, гипотонические и гипертонические растворы. Изотонические растворы имеют суммарную концентрацию ионов, не превышающую 285-310 ммоль/л. Это может быть 0,85 % раствор хлористого натрия (его часто называют «физиологическим» раствором, хотя это не полностью отражает ситуацию), 1,1 % раствор хлористого калия, 1,3 % раствор бикарбоната натрия, 5,5 % раствор глюкозы и т.д. Гипотонические растворы имеют меньшую концентрацию ионов — менее 285 ммоль/л, а гипертонические, наоборот, большую выше 310 ммоль/л.
Эритроциты, как известно, в изотоническом растворе не изменяют свой объем, в гипертоническом — уменьшают его, а в гипотоническом — увеличивают пропорционально степени гипотонии, вплоть до разрыва эритроцита (гемолиза). Явление осмотического гемолиза эритроцитов используется в клинической и научной практике с целью определения качественных характеристик эритроцитов (метод определения осмотической резистентности эритроцитов).
По материалам studopedia.su
Физиологическое значение крови. Кровь как внутренняя среда организма.
Эффективная деятельность клеток организма обеспечивается постоянством его внутренней среды. Внутренней средой организма, имеющей непосредственный контакт с клеткой является межклеточная (интерстициальная) жидкость. В свою очередь постоянство межклеточной жидкости определяется составом крови, лимфы, спинномозговой, внутрисуставной, плевральной, перитонеальной и других жидкостей. Постоянно протекающий обмен между жидкостными пространствами организма обеспечивает непрерывное поступление к клеткам веществ, необходимых для обмена и удаление продуктов метаболизма.
Постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды организма называется гомеостазом. Гомеостаз — это динамическое постоянство внутренней среды, который характеризуется множеством относительно постоянных количественных показателей (параметров), получивших название физиологических (биологических) констант, среди которых наиболее важное значение имеют константы крови.. 0ни обеспечивают оптимальные условия жизнедеятельности клеток организма и отражают его нормальное состояние.
Важнейшим компонентом внутренней среды организма является кровь — жидкая соединительная ткань организма. Г. Ф. Ланг (1939) выдвинул понятие «система крови». В систему крови входят: кровь, регулирующий нейрогуморальный аппарат, а также органы, в которых происходит образование и разрушение клеток крови (костный мозг, лимфатические узлы, вилочковая железа, селезенка, печень).
2. Основные функции крови:
1. Дыхательная — доставка клеткам кислорода и удаление углекислого газа.
2. Трофическая (питательная) — кровь обеспечивает клетки питательными (глюкоза, аминокислоты, жиры) веществами, водой, витаминами, минеральными веществами.
3. Экскреторная — удаление от клеток конечных продуктов метаболизма.
4. Терморегуляторная — кровь обеспечивает стабилизацию температурных условий для клетки путем транспорта тепловой энергии, образующейся в активно функционирующих клетках.
5. Защитная функция крови направлена на предотвращение критических для клетки подъёмов в крови концентрации экзогенных токсических веществ и ядов путём неспецифической адсорбции их на поверхности клеток крови и образованием комплексов с белками плазмы с последующим выведением их из организма органами выделения. Лейкоциты удаляют из организма генетически чужеродные соединения биологического происхождения путём фагоцитоза, цитолиза, гидролиза или образованием специфических антител в реакциях гуморального и клеточного иммунитета.
6. Гомеостатическая роль крови заключается в стабилизации важных констант организма (концентрации водородных ионов-рН, осмотического давления, ионного состава тканей).
7. Кровь обеспечивает водно-солевой обмен клеток.
8. Циркулирующая кровь обеспечивает связь между органами -важное условие гуморальной регуляции функций в организме. Кровь переносит гормоны и другие биологически активные вещества от мест образования к клеткам-мишеням.
9. Транспортная является следствием функционирования миокарда как насоса, энергия сокращения которого обеспечивает перемещение крови по сосудистой системе организма и её контакт со всеми анатомо-функциональными системами организма.
10. Белки плазмы могут быть использованы организмом в качестве источника аминокислот.
Кровь обладает способностью к свертыванию, что предотвращает опасные для жизни кровопотери при повреждениях тканей и кровеносных сосудов.
Общее количество крови в организме взрослого человека составляет 6 — 8% от массы тела, или приблизительно 4,5 — 6 л. Массивная кровопотеря около 1/3 её объёма (примерно 1,5 л) сопровождается падением артериального давления и последующей гибелью организма.
Состав крови: плазма и форменные элементы.
Стабилизированная антикоагулянтом, кровь в пробирке разделяется на осадок — форменные элементы (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) и плазму. Плазма — прозрачная жидкость желтоватого цвета. При свёртывании крови вне организма (коагуляция крови) образуются кровяной сгусток, включающий форменные элементы и фибрин, и сыворотка. От плазмы сыворотка отличается, прежде всего, отсутствием фибриногена.
Плазма, состав плазмы крови, значение белков плазмы.
Плазма крови на 90 — 92% состоит из воды, 7 — 8% плазмы составляют белки (альбумины — 4,5%, глобулины — 2 — 3%, фибриноген — до 0,5%), остальное количество сухого остатка приходится на питательные, минеральные вещества и витамины. Общее содержание минеральных веществ приблизительно равняется 0,9%. Условно выделяют макро- и микроэлементы. Границей является концентрация вещества 1мг%. Макроэлементы (натрий, калий, кальций, магний, фосфор) прежде всего обеспечивают осмотическое давление крови и необходимы для жизненно важных процессов: натрий и калий — для процессов возбуждения, кальций — свертывания крови, мышечных сокращений, секреции; микроэлементы(медь, железо, кобальт, йод) рассматриваются как компоненты биологически активных веществ, активаторы ферментативных систем, стимуляторы гемопоэза, метаболизма.
Физико-химические свойства плазмы.
Онкотическое и осмотическое давление крови.
Онкотическое и осмотическое давление — сила, с которой молекулы органического и неорганичеcкого вещества притягивают к себе молекулу воды для создания водной оболочки. Осмотическое давление создают вещества неорганической природы, онкотическое — органической.
При общем осмотическом давлении плазмы 7,6 атм, онкотическое давление равно 0,03-0,04 атм (25-30 мм рт. ст.). Крупномолекулярные белки не проникают в интерстициальное пространство из сосудистого русла и являются фактором, определяющим обратный ток воды из межклеточного пространства в венулярном отделе микроциркуляторного русла. Осмотическое и онкотическое давление определяют объемное распределение воды между клеткой и внеклеточным пространством. Вода перемещается через мембрану в сторону более высокого осмотического давления. По величине осмотического давления (основная роль в поддержании которого на 80% принадлежит NaCl, на 15% глюкозе и на 5% мочевине) относительно плазмы все растворы можно разделить на:
1. Изотонические — равные по осмотическому давлению (0,9% раствор NaCl).
2. Гипотонические — с более низким по отношению к плазме осмотическим давлением.
3. Гипертонические — с превышающим осмотическое давление плазмы. Все инъекционные растворы должны быть изотоничными клетке, иначе могут вызвать или потерю воды клеткой (гипертонические растворы), или поступление воды в клетку с последующим ее набуханием и разрывом мембраны (гипотонические растворы).
По материалам megalektsii.ru