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.

Общая характеристика

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.

Зачем нужна кровь?

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.

Основные свойства

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 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.

Осмотический тип давления

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.

Отклонения осмотического давления

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.

Онкотический тип давления

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.

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.

Стабильность коллоидная

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 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.

Суспензионные качества

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. 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.

Вязкость крови

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.

Повышение вязкости

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.

Удельный вес

Изменение физико-химических свойств крови отражается на работе каждой системы организма. На контроле необходимо держать и такой параметр, как 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.

Плазма

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.

Определение удельного веса крови и сыворотки производят по методу Гаммершлага. Предварительно готовят ряд смесей хлороформа с бензолом в различных пропорциях с таким расчетом, чтобы удельным вес смесей был 1040-1060. Приготовляют смесь из 2 частей хлороформа и 5,5 части бензола. Удельный вес полученной смеси равен 1050-1055. Эти смеси (по 5-10 см3) наливают в широкие и короткие пробирки почти доверху. В каждую пробирку сухой гашеткой опускают кашпо крови так, чтобы при этом она не разбивалась на части. Если капля опускается на дно (тонет), то в пробирку для повышения удельного веса жидкости добавляют несколько капель хлороформа. Если же капля всплывает на поверхность, прибавляют бензол. В той пробирке, где капля крови займет среднее положение, удельный вес крови и жидкости одинаков. При помощи ареометра определяют удельный вес смеси. Смеси по окончании анализа фильтруют через бумажный фильтр и могут быть использованы повторно для другого анализа. Исследования необходимо делать по возможности быстрее, так как вследствие диффузии удельный вес крови изменяется.
Для определения удельного веса сыворотки крови используют также пикнометрический метод Шмальца. Берут промытую дистиллированной водой и высушенную спирт-эфиром тонкую стеклянную трубочку с вытянутыми концами вместимостью 0,2 мл. Трубку взвешивают па химических весах с точностью до 0,1 мг, затем наполняют дистиллированной водой до отметки и вновь взвешивают при 15 °С. После этого воду из трубочки выдувают, высушивают, наполняют кровью и снова взвешивают. При делении массы крови па объем дистиллированной воды получают удельный вес исследуемой крови. Удельный вес сыворотки и плазмы крови определяется тем же способом.
У здоровых животных удельный вес крови колеблется от 1040 до 1075, у самцов выше, чем у самок. У лошади удельный вес крови равен 1052-1056, у свиньи- 1049-1055, а сыворотки - соответственно 1026-1025. Удельный вес плазмы одинаков с удельным весом сыворотки. Колебания удельного веса зависят от концентрации в плазме солей, сахара, содержания гемоглобина и отчасти белков. Увеличение удельного веса крови отмечается при потере большого количества воды с мочой, через кишечник и потовыми железами. Понижение удельного веса наблюдается при анемиях, гидремических состояниях, кахексии и т. д.
Определение щелочного резерва крови производится газометрическим методом Ван-Слейка, электрометрическим по Михаэлису и калориметрическим по Вальполю. Для клинических целей широкое применение получил способ Вальполя как сравнительно удобный и простой по технике выполнения. Этом способом определяется истиннаяреакция сыворотки крови, т. е. концентрация водородных ионов. В работе используют калориметр Вальполя и набор индикаторов по Михаэлису. В пробирку, приложенную к калориметру, вливают 1 см3 сыворотки, 5 см3 физиологического раствора хлористого натрия (поваренной соли) и 1 см3 основного (0,3%-ного водного) раствора метанитрофенола и ставят ее в калориметр в первое (левое) отверстие переднего ряда. Сзади ставят пробирку с чистой водой (7 см3). Рядом с первой пробиркой устанавливают пробирку с 1 см3 сыворотки и 6 см3 физиологического раствора хлористого натрия, сзади нее - эталоновую пробирку IV ряда, наиболее подходящую по цвету, pH сыворотки, данные показатели можно прочитать па наклепке тон эталонной пробирки, с которой она совпала по цвету. Сравнение производят при проходящем свете и с применением двух (матового и синего) стекол, вставляемых в заднюю стенку калориметра против отверстий, через которые наблюдают.
Уменьшение резервной щелочности отмечено при ацидозе, у беговых лошадей - при усиленной мышечной работе, родильном парезе, а повышение - при крупозном воспалении легких, пироплазмозе и т. д.
Цвет крови. В пробирке при падающем свете кровь имеет непрозрачный, ярко-вишневый цвет. При растворении эритроцитов кровь делается прозрачной, лаковой. Такую кровь наблюдают при септических заболеваниях, гидремии, отравлениях угарным газом, пироплазмозе, гемоглобулинемии и т. д. При анемии кровь имеет чрезмерно бледный, светлый цвет, отравлениях углекислым газом, сибирской язве - темпо-вишневый, при лейкозах - светло-красный. При желтухе плазма и сыворотка кажутся желто-зеленоватыми, а при гемоглобулинемии - красноватыми.
Вычисление цветного показателя. Цветной показатель дает представление об отношении гемоглобина к эритроцитам, в норме он равен единице и колеблется от 0,9 до 1,1. Изменение этой цифры в сторону увеличения или уменьшения отражает нарушение соотношения между эритроцитами и гемоглобином.
При 100 ед. гемоглобина и 5 000 000 эритроцитов (взятых за норму) цветной показатель вычисляют следующим образом: Hb/100:Эритроциты/5000000. По этой формуле количество гемоглобина умножают на 5 и делят на первые три цифры числа эритроцитов. Например, количество гемоглобина равно 86 ед., а количество подсчитанных в камере эритроцитов - 4 700 000, то цветной показатель будет равен 86*5/470=0,91. Патологическим считают отклонение свыше 15% нормы.
Цветной показатель имеет важное диагностическое значение для дифференциации различных видов анемии. Анемии с цветным показателем ниже 0,9 называют гипохромными, так как эритроциты недостаточно насыщены гемоглобином. Анемии с цветным показателем выше единицы (1,1) называют гиперхромными. Эритроциты в этих случаях содержат значительное количество гемоглобина.
Определение резистентности эритроцитов. Резистентность - это свойство эритроцитов противостоять разрушительным воздействиям: механическим, осмотическим, тепловым, химическим и др. Механические воздействия изменяют форму эритроцитов, гемолитические яды, гипер- и гипотонические растворы могут изменять форму и даже разрушать клетку. В гипертонических растворах хлористого натрия эритроциты отдают воду и сморщиваются, в гипотонических набухают вследствие поступления воды в клетку и увеличиваются в обьеме. Гемоглобин набухших эритроцитов выщелачивается, и клетка в итоге распадается. Подобные изменения происходят и в изотопической среде, где нет условий для интенсивных осмотических явлений. Изотопической средой является 0,85-0,9%-ный раствор хлористого натрия. Патологические процессы могут изменять устойчивость эритроцитов как в сторону повышения, так и в сторону понижения их резистентности.
Широкое применение на практике получило определение осмотической резистентности эритроцитов. Существует несколько методов определения осмотической резистентности.
Сравнительно простой по технике выполнения метод Лимбека и Рибьера. В 26 маленьких пробирок наливают по 1 мл гипотонического раствора хлористого натрия различной концентрации (от 0,70 до 0,20%). При этом разница в концентрации раствора в каждой последующей пробирке должна быть на 0,02% ниже, чем в предыдущей, т. е. 0,70, 0,68, 0,66% и т. д. Затем в каждую пробирку вносят по 0,02 мл крови капилляром от гемометра Сали. Содержимое пробирок смешивают и оставляют па 6 или 24 ч, после чего читают результат гемолиза. Слегка желтоватую жидкость над осадком эритроцитов принимают за минимальную резистентность, а жидкость в пробирке, которая окрашена в ярко-красный цвет, где эритроциты полностью гемолизированы, - за максимальную резистентность. Разница между максимальной (0,30-0,32%) и минимальной (0,46-0,50%) резистентностью называют шириной резистентности. Снижение минимальной резистентности до 0,6-0,7% наблюдается при гемолитических анемиях, повышение резистентности до 0,30-0,28% - при механической желтухе, острых кровотечениях.
Определение вязкости крови. Под вязкостью крови понимают внутреннее сопротивление или трепне жидкости при прохождении по капиллярам в условиях определенной температуры и давления. Вязкость крови зависит от газового состава (CO2) крови, количества гемоглобина и эритроцитов, а также от вязкости кровяной плазмы и сыворотки, колебания количества белых кровяных телец, особенно при значительном увеличении.
Повышение вязкости крови отмечается при плеврите, воспалении легких, перитоните, лейкозах, понижение - при первичной и вторичной анемии, кахетическом состоянии животного. Коэффициент вязкости крови у лошади равен 4-5, а сыворотки - 1,4-1,95.
Вязкость крови определяют вискозиметром Детермана, который состоит из двух градуированных капилляров, укрепленных па концах муфты резиновыми пробками. В муфту наливают воду, подогретую до 39 °С, в одни из капилляров набирают кровь до нулевой отметки, а в другой - слегка подкрашенную дистиллированную воду. Аппарат ставят в вертикальное положение и следят за течением крови в капилляре. Когда столбик крови достигнет отметки 1, аппарат перевертывают в горизонтальное положение и определяют, на каком делении остается столбик воды в другом капилляре. Если столбик воды будет на отметке 5, а крови- 1, то коэффициент вязкости будет равен 5.
Реакция оседания эритроцитов (РОЭ). Оседание эритроцитов - это свойство эритроцитов осаждаться на дне сосуда при сохранении крови в несвертывающемся состоянии. Вначале оседают не связанные между собой элементы, затем наступает их агломерация и скорость оседания увеличивается. По мере вступления в действие фактора уплотнения оседание замедляется.
РОЭ замедлена у скрытосапных лошадей, ускоряется после подкожной маллеинизации. Ускоряется РОЭ при мыте в период созревания абсцессов и держится до разрешения процесса, при сильных кровотечениях и анемиях, при лихорадочных процессах. У лошадей в отличие от крупного рогатого скота РОЭ идет быстрее. РОЭ ускоряется при острых инфекциях и воспалительных процессах, при хронически просекаемых инфекционных болезнях и заболеваниях системы крови.
Существует несколько методов определения РОЭ, наибольшее распространение из которых в ветеринарной практике получил способ Панченкова. Аппарат Панченкова состоит из деревянного штатива, специально градуированных капиллярных пипеток, имеющих просвет 1 мм и длину 100 мм. Каждой капилляр градуирован от 9 до 100 делений, на уровне пулевой точки нанесена метка К (кровь), а на уровне цифры 50 - метка P - реактив.
Для постановки РОЭ в капилляр набирают 5%-ный раствор лимоннокислого натрия до отметки P и выдувают на часовое стекло. В этот же капилляр набирают кровь 2 раза до отметки К и выдувают туда же па часовое стекло. Стеклянной палочкой перемешивают кровь с антикоагулянтом, набирают капиллярной пипеткой до отметки нуль и ее устанавливают в штатив. Оседание эритроцитов учитывают через 1 и 24 ч.
На скорость оседания эритроцитов действуют количественные и качественные изменения белков плазмы крови. Увеличение содержащая глобулинов, фибриногена ведет к повышению скорости оседания эритроцитов, а уменьшение их содержания и увеличение альбуминов-к снижению.
Ретракция кровяного сгустка. Под ретракцией понимают выделение сыворотки, т. е. отделение сгустка крови от стенки сосуда, которое наступает уже в первые часы после взятия крови, у лошади - через 1-3 ч, у человека - через 5 ч. В сухую и чистую пробирку диаметром 1,4-1,7 см набирают 10 мл свежей крови и отстаивают ее в течение 24 ч при температуре 15-18 C. Полное отделение сгустка от стенки пробирки наступает у человека через 18 ч, а у лошадей - через 12 ч. У крупного рогатого скота и овец рефакция большей частью не наступает, Всю отделившуюся сыворотку крови отсасывают градуированной пипеткой и определяют объем и соотношение ее к объему всей взятой крови (индекс рефакции). Например, если количество отделившейся сыворотки равно 4 мл, а объем всей взятой крови - 10 мл, то индекс ретракции будет равен 4:10=0,4.
Определение времени свертывании крови. Все существующие методы основаны па установлении интервала между взятием крови и появлением в ней сгустка фибрина. Наиболее достоверный и удобный способ определения времени свертывания крови - метод Ли и Уайта. В маленькую центрифужную пробирку помещают 1-2 мл свежеполученной венозной крови. Отмечают время по секундомеру и тотчас устанавливают пробирку па водяной бане при температуре 37 °C. Через каждые 30 с пробирку с кровью наклоняют в одну сторону примерно на 50°. В начале исследования кровь стекает свободно обратно по стенке пробирки. Необходимо точно отметить по секундомеру момент, когда кровь перестает стекать, и в пробирке образуется сгусток. В норме время свертывания крови у здоровых людей составляет в среднем 7 мин (4-10 мин).
Метод Фонно. Во влажную камеру помещают часовое стекло с несколькими каплями крови и запаянным топким концом пастеровской пипетки проводят по поверхности капли крови. Появление первых нитей фибрина принимают за начало свертывания, а образование сгустка - за окончание. Скорость свертывания крови зависит от температуры окружающей среды, количества взятой крови, соприкосновения крови с краями раны. Последнее повышает скорость свертывания крови благодаря влиянию нa нее окружающих тканей. Норма свертывания крови при использовании этого метода: начало через 5-8 мин, конец через 15-18 мин. В норме скорость свертывания крови у человека равна 6 мин, у лошади - 8-10, у рогатого скота - 5-6 и у собаки- 10 мин.
Определение продолжительности кровотечения. К месту прокола, из которого самопроизвольно вытекает кровь, периодически через каждые 30 с к верхушке капли прикладывают фильтровальную бумагу, снимая выступающие капли крови и не производя никакого давления па рапу. Капля крови па бумаге постепенно уменьшается, и через определенное время после укола кровь перестает кровоточить, бумага остается совершенно чистой. В нормальных условиях продолжительность кровотечения составляет 2-3 мин. Увеличение длительности кровотечения зависит от уменьшения количества тромбоцитов, а снижение свертывания крови - от уменьшения количества тромбокиназы.

Областью механики, изучающей особенности деформации и течения реальных сплошных сред, одни из представителей которых - неньютоновские жидкости, имеющие структурную вязкость, выступает реология. В данной статье рассмотрим реологические свойства станет понятно.

Определение

Типичная неньютоновская жидкость - это кровь. Плазмой ее называют, если она лишена форменных элементов. Кровяной сывороткой является плазма, в которой отсутствует фибриноген.

Гемореология, или реология, изучает механические закономерности, в особенности как изменяются физколлоидные свойства крови при циркуляции с различной скоростью и на разных участках русла сосудов. Ее свойства, кровеносного русла, сократительная способность сердца определяют движение крови в организме. Когда линейная скорость течения мала, кровяные частицы смещаются параллельно оси сосуда и друг к другу. В таком случае у потока слоистый характер, а течение называется ламинарным. Так в чем же заключаются реологические свойства? Об этом - далее.

Что такое число Рейнольдса?

В случае увеличения линейной скорости и превышения определенной величины, различной для всех сосудов, ламинарное течение превратится в вихревое, беспорядочное, называемое турбулентным. Скорость перехода ламинарного движения в турбулентное определяет число Рейнольдса, составляющее для кровеносных сосудов приблизительно 1160. По данным о числах Рейнольдса, турбулентность может быть только в тех местах, где ветвятся крупные сосуды, а также в аорте. По многим сосудам жидкость движется ламинарно.

Скорость и напряжение сдвига

Не только объемная и линейная скорость кровотока имеют значение, еще два важных параметра характеризуют движение к сосуду: скорость и напряжение сдвига. Напряжением сдвига характеризуется сила, действующая на единицу сосудистой поверхности в тангенциальном направлении к поверхности, измеряемая в паскалях или дин/см 2 . Скорость сдвига измеряют в секундах обратных (с-1), а означает она величину градиента скорости движения между движущимися параллельно слоями жидкости на единицу расстояния между ними.

От каких показателей зависят реологические свойства?

Отношение напряжения к скорости сдвига определяет вязкость крови, измеряемую в мПас. У цельной жидкости вязкость зависит от диапазона скорости сдвига 0,1-120 с-1 . Если скорость сдвига >100 с-1 , вязкость изменяется не так выраженно, а по достижении скорости сдвига 200 с-1 почти не меняется. Величина, измеренная при высокой скорости сдвига, называется асимптотической. Принципиальные факторы, которые влияют на вязкость, - это деформируемость элементов клеток, гематокрит и агрегация. А с учетом того, что эритроцитов по сравнению с тромбоцитами и лейкоцитами гораздо больше, их в основном определяют красные клетки. Это отражается на реологических свойствах крови.

Факторы вязкости

Самый главный определяющий вязкость фактор - объемная концентрация эритроцитов, их средний объем и содержание, это называется гематокритом. Он составляет приблизительно 0,4-0,5 л/л и определяется центрифугированием из пробы крови. Плазма - это жидкость ньютоновская, вязкость которой определяет состав белков, и зависит она от температуры. На вязкость больше всего влияют глобулины и фибриноген. Некоторые исследователи считают, что более важный фактор, который ведет к изменению вязкости плазмы, - это соотношения белков: альбумин/фибриноген, альбумин/глобулины. Увеличение происходит при агрегации, определяемое неньютоновским поведением цельной крови, что обусловливает агрегационная способность эритроцитов. Агрегация эритроцитов физиологическая является обратимым процессом. Вот что это такое - реологические свойства крови.

Образование эритроцитами агрегатов зависит от факторов механических, гемодинамических, электростатических, плазменных и других. В наше время существует несколько теорий, которые объясняют механизм эритроцитной агрегации. Наиболее известна сегодня теория мостикового механизма, по которой мостики из крупномолекулярных белков, фибриногена, Y-глобулинов адсорбируются на поверхности эритроцитов. Сила агрегации чистая - это разность между сдвиговой силой (вызывает дезагрегацию), слой электростатического отталкивания эритроцитов, которые заряжены отрицательно, силой в мостиках. Механизм, отвечающий за фиксацию отрицательно заряженных макромолекул на эритроцитах, то есть Y-глобулина, фибриногена, пока еще не совсем понятен. Существуем мнение, что молекулы сцепляются благодаря дисперсным силам Ван-дер-Ваальса и слабых водородных связей.

Что помогают оценить реологические свойства крови?

По какой причине происходит агрегация эритроцитов?

Объяснение агрегации эритроцитов также объясняют истощением, отсутствием высокомолекулярных белков близко к эритроцитам, в связи с чем появляется взаимодействие давления, по природе схожее с давлением макромолекулярного раствора осмотическим, приводящим к сближению частиц суспендированных. К тому же существует теория, связывающая агрегацию эритроцитов с эритроцитарными факторами, приводящими к уменьшению дзета-потенциала и изменению метаболизма и формы эритроцитов.

Из-за взаимосвязи вязкости и агрегационной способности эритроцитов, чтобы оценить реологические свойства крови и особенности движения ее по сосудам, нужно провести комплексный анализ данных показателей. Один из самых распространенных и вполне доступных методов для измерения агрегации - это оценка скорости эритроцитной седиментации. Однако традиционный вариант этого теста малоинформативен, поскольку в нем не учитываются реологические характеристики.

Методы измерения

Согласно исследованиям реологических кровяных характеристик и факторов, которые на них влияют, можно заключить, что на оценку реологических свойств крови влияет агрегационное состояние. В наше время исследователи уделяют больше внимания на изучение микрореологических свойств этой жидкости, однако и вискозиметрия также актуальности не утратила. Основные методы для измерения свойств крови можно условно разделить на две группы: с полем напряжений и деформаций однородным - конусплоскость, дисковые, цилиндрические и прочие реометры, имеющие различную геометрию рабочих частей; с полем деформаций и напряжений относительно неоднородным - по регистрационному принципу акустических, электрических, механических колебаний, приборы, которые работают по методу Стокса, капиллярные вискозиметры. Так измеряются реологические свойства крови, плазмы и сыворотки.

Два типа вискозиметров

Самое большое распространение сейчас имеют два типа и капиллярные. Также применяются вискозиметры, внутренний цилиндр которых плавает в жидкости, которая испытывается. Сейчас активно занимаются различными модификациями ротационных реометров.

Заключение

Стоит также отметить, что заметный прогресс развития реологической техники как раз и позволяет изучать биохимические и биофизические свойства крови, чтобы управлять микрорегуляцией при метаболических и гемодинамических расстройствах. Тем не менее актуальна на данный момент разработка методов для анализа гемореологии, которые бы объективно отражали агрегационные и реологические свойства ньютоновской жидкости.

Кровь и лимфу принято называть внутренней средой организма, так как они окружают все клетки и ткани, обеспечивая их жизнедеятельность.В отношении своего происхождения кровь, как и другие жидкости организма, может рассматриваться как морская вода, окружавшая простейшие организмы, замкнутая внутрь и претерпевшая в дальнейшем определенные изменения и усложнения.

Кровь состоит из плазмы и находящихся в ней во взвешенном состоянии форменных элементов (клеток крови). У человека форменные элементы составляют 42,5+-5% для женщин и 47,5+-7% для мужчин. Эта величина называется гематокритный показатель . Циркулирующая в сосудах кровь, органы, в которых происходит образование и разрушение ее клеток, также системы их регуляции объединяются понятием "система крови ".

Все форменные элементы крови являются продуктами жизнедеятельности не самой крови, а кроветворных тканей (органов) - красного костного мозг, лимфатических узлов, селезенки. Кинетика составных частей крови включает следующие этапы: образование, размножение, дифференциация, созревание, циркуляция, старение, разрушение. Таким образом, существует неразрывная связь форменных элементов крови с вырабатывающими и разрушающими их органами, а клеточный состав периферической крови отражает в первую очередь состояние органов кроветворения и кроверазрушения.

Кровь, как ткань внутренней среды, обладает следующими особенности: составные ее части образуются вне ее, межуточное вещество ткани является жидким, основная масса крови находится в постоянном движении, осуществляя гуморальные связи в организме.

При общей тенденции к сохранению постоянства своего морфологического и химического состава, кровь является в то же время одним из наиболее чувствительных индикаторов изменений, происходящих в организме под влиянием как различных физиологических состояний, так и патологических процессов. "Кровь - зеркало организма!"

Основные физиологические функции крови .

Значение крови как важнейшей части внутренней среды организма многообразно. Можно выделить следующие основные группы функций крови:

1.Транспортные функции . Эти функции состоят в переносе необходимых для жизнедеятельности веществ (газов, питательных веществ, метаболитов, гормонов, ферментов и т.п.) Транспортируемые вещества могут оставаться в крови неизмененными, или вступать в те или иные, большей частью, нестойкие, соединения с белками, гемоглобином, другими компонентами и транспортироваться в таком состоянии. В число транспортных входят такие функции, как:

а) дыхательная , заключающаяся в транспорте кислорода из легких к тканям и углекислоты от тканей к легким;

б) питательная , заключающаяся в переносе питательных веществ от органов пищеварения к тканям, а также в переносе их из депо и в депо в зависимости от потребности в данный момент;

в) выделительная (экскреторная ), которая заключается в переносе ненужных продуктов обмена веществ (метаболитов), а также излишних солей, кислых радикалов и воды к местам их выделения из организма;

г) регуляторная , связанная с тем, что кровь является средой, с помощью которой осуществляется химическое взаимодействие отдельных частей организма между собой посредством вырабатываемых тканями или органами гормонов и других биологически активных веществ.

2. Защитные функции крови связаны с тем, что клетки крови осуществляют защиту организма от инфекционно-токсической агрессии. Можно выделить следующие защитные функции:

а) фагоцитарная - лейкоциты крови способны пожирать (фагоцитировать) чужие клетки и инородные тела, попавшие в организм;

б) иммунная - кровь является местом, где находятся различного рода антитела, образующиеся в лимфоцитами в ответ на поступление микроорганизмов, вирусов, токсинов и обеспечивающие приобретенный и врожденный иммунитет.

в) гемостатическая (гемостаз - остановка кровотечения), заключающаяся в способности крови свертываться в месте ранения кровеносного сосуда и тем самым предотвращать смертельное кровотечение.

3. Гомеостатические функции . Заключаются в участии крови и находящихся в ее составе веществ и клеток в поддержании относительного постоянства ряда констант организма. Сюда относятся:

а) поддержание рН ;

б) поддержание осмотического давления ;

в) поддержание температуры внутренней среды.

Правда, последняя функция может быть отнесена и к транспортным, так как тепло разносится циркулирующей кровью по телу от места его образования к периферии и наоборот.

Количество крови в организме. Объем циркулирующей крови (ОЦК) .

В настоящее время имеются точные методы для определения общего количества крови в организме. Принцип этих методов заключается в том, что в кровь вводят известное количество вещества, а затем через определенные интервалы времени берутся пробы крови и в них определяется содержание введенного продукта. По степени полученного разбавления высчитывается объем плазмы. После этого кровь центрифугируют в капиллярной градуированной пипетке (гематокрите) для определения гематокритного показателя, т.е. соотношения форменных элементов и плазмы. Зная гематокритный показатель, легко определить и объем крови. В качестве индикаторов применяют нетоксичные медленно выводящиеся соединения, не проникающие через сосудистую стенку в ткани (красители, поливинилпиролидон, железодекстрановый комплекс и др.) В последнее время для этой цели широко используются радиоактивные изотопы.

Определения показывают, что в сосудах человека весом 70 кг. содержится примерно 5 литров крови, что составляет 7% массы тела (у мужчин 61,5+-8,6 мл/кг, у женщин - 58,9+-4,9 мл/кг массы тела).

Введение в кровь жидкости увеличивает на короткое время ее объем. Потери жидкости - уменьшают объем крови. Однако изменения общего количества циркулирующей крови, как правило, невелики, вследствие наличия процессов, регулирующих общий объем жидкости в кровеносном русле. Регуляция объема крови основана на поддержании равновесия между жидкостью в сосудах и тканях. Потери жидкости из сосудов быстро восполняются за счет поступления ее из тканей и наоборот. Более подробно о механизмах регуляции количества крови в организме мы будем говорить позднее.

1. Состав плазмы крови .

Плазма представляет собою желтоватого цвета слегка опалесцирующую жидкость, и является весьма сложной биологической средой, в состав которой входят белки, различные соли, углеводы, липиды, промежуточные продукты обмена веществ, гормоны, витамины и растворенные газы. В нее входят как органические, так и неорганические вещества (до 9%) и вода (91-92%). Плазма крови находится в тесной связи с тканевыми жидкостями организма. Из тканей в кровь поступает большое количество продуктов обмена, но, благодаря сложной деятельности различных физиологических систем организма, в составе плазмы в норме не происходит существенных изменений.

Количеств белков, глюкозы, всех катионов и бикарбоната удерживается на постоянном уровне и самые незначительные колебания в их составе приводят к тяжелым нарушениям в нормальной деятельности организма. В то же время содержание таких веществ, как липиды, фосфор, мочевина, может меняться в значительных пределах, не вызывая заметных расстройств в организме. Весьма точно регулируется в крови концентрация солей и водородных ионов.

Состав плазмы крови имеет некоторые колебания в зависимости от возраста, пола, питания, географических особенностей места проживания, времени и сезона года.

Белки плазмы крови и их функции . Общее содержание белков крови составляет 6,5-8,5%, в среднем -7,5%. Они различны по составу и количеству входящих в них аминокислот, растворимости, устойчивости в растворе при изменениях рН, температуры, солености, по электрофоретической плотности. Роль белков плазмы весьма многообразна: они принимают участие в регуляции водного обмена, в защите организма от иммуннотоксических воздействий, в транспорте продуктов обмена, гормонов, витаминов, в свертывании крови, питании организма. Обмен их происходит быстро, постоянство концентрации осуществляется путем непрерывного синтеза и распада.

Наиболее полное разделение белков плазмы крови осуществляется с помощью электрофореза. На электрофореграмме можно выделить 6 фракций белков плазмы:

Альбумины . Их содержится в крови 4,5-6,7%, т.е. 60-65% всех плазменных белков приходится на долю альбуминов. Они выполняют в основном питательно-пластическую функцию. Не менее важна транспортная роль альбуминов, так как они могут связывать и транспортировать не только метаболиты, но лекарства. При большом накоплении жира в крови часть его тоже связывается альбуминами. Поскольку альбуминам принадлежит очень высокая осмотическая активность, на их долю приходится до 80% всего коллоидно-осмотического (онкотического) давления крови. Поэтому уменьшение количества альбуминов ведет к нарушению водного обмена между тканями и кровью и появлению отеков. Синтез альбуминов происходит в печени. Молекулярный вес их 70-100 тыс., поэтому часть их может походить через почечный барьер и обратно всасываться в кровь.

Глобулины обычно всюду сопутствуют альбуминам и являются наиболее распространенными из всех известных белков. Общее количество глобулинов в плазме составляет 2,0-3,5%, т.е. 35-40% от всех белков плазмы. По фракциям их содержание следующее:

альфа1-глобулины - 0,22-0,55 г% (4-5%)

альфа2-глобулины - 0,41-0,71г% (7-8%)

бета-глобулины - 0,51-0,90 г% (9-10%)

гамма-глобулины - 0,81-1,75 г% (14-15%)

Молекулярный вес глобулинов 150-190 тыс. Место образования может быть различным. Большая часть синтезируется в лимфоидных и плазматических клетках ретикулоэндотелиальной системы. Часть - в печени. Физиологическая роль глобулинов многообразна. Так, гамма-глобулины являются носителями иммунных тел. Альфа- и бета- глобулины тоже имеют антигенные свойства, но специфической их функцией является участие в процессах свертывания (это плазменные факторы свертывания крови). Сюда же относятся большая часть ферментов крови, а так же трансферин, церуллоплазмин, гаптоглобины и др. белки.

Фибриноген . Этот белок составляет 0,2-0,4 г%, около 4% от всех белков плазмы крови. Имеет непосредственное отношение к свертыванию, во время которого выпадает в осадок после полимеризации. Плазма, лишенная фибриногена (фибрина), носит название кровяной сыворотки .

При различных заболеваниях, особенно приводящих к нарушениям белкового обмена, наблюдаются резкие изменения в содержании и фракционном составе белков плазмы. Поэтому анализ белков плазмы крови имеет диагностическое и прогностическое значение и помогает врачу судить о степени повреждения органов.

Небелковые азотистые вещества плазмы представлены аминокислотами (4-10 мг%), мочевиной (20-40 мг%), мочевой кислотой, креатином, креатинином, индиканом и др. Все эти продукты белкового обмена в сумме называются остаточным , или небелковым азотом. Содержание остаточного азота плазмы в норме колеблется от 30 до 40 мг. Среди аминокислот одна треть приходится на долю глютамина, который переносит в крови свободный аммиак. Увеличение количества остаточного азота наблюдается главным образом при почечной патологии. Количество небелкового азота в плазме крови мужчин выше, чем в плазме крови женщин.

Безазотистые органические вещества плазмы крови представлены такими продуктами, как молочная кислота, глюкоза (80-120 мг%), липиды, органические вещества пищи и многие другие. Общее их количество не превышает 300-500 мг%.

Минеральные вещества плазмы - это в основном катионы Na+, К+, Са+, Mg++ и анионами Cl-, HCO3, HPO4, H2PO4. Общее количество минеральных веществ (электролитов) в плазме достигает 1%. Количество катионов превышает количество анионов. Наибольшее значение имеют следующие минеральные вещества:

Натрий и калий . Количество натрия в плазме составляет 300-350 мг%, калия - 15-25 мг%. Натрий находится в плазме в виде хлористого натрия, бикарбонатов, а также в связанном с белками виде. Калий тоже. Ионы эти играют важную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия и осмотического давления крови.

Кальций . Общее его количество в плазме составляет 8-11 мг%. Он находится там или в связанном с белками виде, или в виде ионов. Ионы Са+ выполняют важную функцию в процессах свертывания крови, сократимости и возбудимости. Поддержание нормального уровня кальция в крови происходит при участии гормона паращитовидных желез, натрия - при участии гормонов надпочечников.

Кроме перечисленных выше минеральных веществ в плазме содержатся магний, хлориды, йод, бром, железо, и ряд микроэлементов, таких как медь, кобальт, марганец, цинк, и др., имеющие большое значение для эритропоэза, ферментативных процессов и т.п.

Физико-химические свойства крови

1.Реакция крови . Активная реакция крови определяется концентрацией в ней водородных и гидроксильных ионов. В норме кровь имеет слабощелочную реакцию (рН 7,36-7,45, в среднем 7,4+-0,05). Реакция крови является величиной постоянной. Это - обязательное условие нормального течения жизненных процессов. Изменение рН на 0,3-0,4 единицы приводит к тяжелым для организма последствиям. Границы жизни находятся в пределах рН крови 7,0-7,8. Организм удерживает величину рН крови на постоянном уровне благодаря деятельности специальной функциональной системы, в которой главное место уделяется имеющимся в самой крови химическим веществам, которые, нейтрализуя значительную часть поступающих в кровь кислот и щелочей, препятствуют сдвигам рН в кислую или щелочную сторону. Сдвиг рН в кислую сторону называется ацидоз , в щелочную - алкалоз.

К веществам, постоянно поступающим в кровь и могущим изменить величину рН, относятся молочная кислота, угольная кислота и другие продукты обмена, вещества, поступающие с пищей и др.

В крови имеются четыре буферные системы - бикарбонатная (углекислота/бикарбонаты), гемоглобиновая (гемоглобин / оксигемоглобин), белковая (кислые белки / щелочные белки) и фосфатная (первичный фосфат / вторичный фосфат).Подробно их работа изучается в курсе физической и коллоидной химии.

Все буферные системы крови, взятые вместе, создают в крови так называемый щелочной резерв , способный связывать кислые продукты, поступающие в кровь. Щелочной резерв плазмы крови в здоровом организме более или менее постоянен. Он может быть снижен при избыточном поступлении или образовании кислот в организме (например, при интенсивной мышечной работе, когда образуется много молочной и угольной кислот). Если это снижение щелочного резерва не привело еще к реальным изменениям рН крови, то такое состояние называют компенсированным ацидозом . При некомпенсированном ацидозе щелочной резерв расходуется полностью, что ведет к снижению рН (например, так бывает при диабетической коме).

Когда ацидоз связан с поступлением в кровь кислых метаболитов или других продуктов, он носит название метаболического или не газового. Когда же ацидоз возникает при накоплении в организме преимущественно углекислоты - он называется газовым . При избыточном поступлении в кровь продуктов обмена щелочного характера (чаще с пищей, так как продукты обмена в основном кислые) то щелочной резерв плазмы увеличивается (компенсированный алкалоз ). Он может увеличиваться, например, при усиленной гипервентиляции легких, когда имеет место избыточное удаление углекислоты из организма (газовый алкалоз). Некомпенсированный алкалоз бывает чрезвычайно редко.

Функциональная система поддержания рН крови (ФСрН) включает в себя целый ряд анатомически неоднородных органов, в комплексе позволяющих достигнуть очень важного для организма полезного результата - обеспечения постоянства рН крови и тканей. Появление кислых метаболитов или щелочных веществ крови сразу же нейтрализуется соответствующими буферными системами и одновременно от специфических хеморецепторов, заложенных как в стенках кровеносных сосудов, так и в тканях, в ЦНС поступают сигналы о возникновении сдвига в реакциях крови (если таковой действительно произошел). В промежуточном и продолговатом отделах мозга находятся центры, регулирующие постоянство реакции крови. Оттуда по афферентным нервам и по гуморальным каналам команды поступают к исполнительным органам, способным исправить нарушение гомеостаза. К числу таких органов относятся все органы выделения (почки, кожа, легкие), которые выбрасывают из организма как сами кислые продукты, так и продукты их реакций с буферными системами. Кроме того, в деятельности ФСрН принимают участие органы ЖКТ, которые могут быть как местом выделения кислых продуктов, так и местом, откуда всасываются необходимые для их нейтрализации вещества. Наконец, к числу исполнительных органов ФСрН относится и печень, где происходит дезинтоксикация потенциально вредных продуктов, как кислых так и щелочных. Надо отметить, что кроме этих внутренних органов, в ФСрН есть и внешнее звено - поведенческое, когда человек целенаправленно ищет во внешней среде вещества, которых ему не хватает для поддержания гомеостаза ("Кисленького хочется!"). Схема этой ФС представлена на схеме.

2. Удельный вес крови (УВ). УВ крови зависит в основном от числа эритроцитов, содержащегося в них гемоглобина и белкового состава плазмы. У мужчин он равен 1,057, у женщин - 1,053, что объясняется различным содержанием эритроцитов. Суточные колебания не превышают 0.003. Увеличение УВ закономерно наблюдается после физического напряжения и в условиях воздействия высоких температур, что свидетельствует о некотором сгущении крови. Понижение УВ после кровепотери связано с большим притоком жидкости из тканей. Наиболее распространенный метод определения - медно-сульфатный, принцип которого заключается в помещении капли крови в ряд пробирок с растворами сульфата меди известного удельного веса. В зависимости от УВ крови капля тонет, всплывает или плавает в том месте пробирки, где ее поместили.

3. Осмотические свойства крови . Осмосом называется проникновение молекул растворителя в раствор через разделяющую их полупроницаемую перепонку, через которую не проходят растворенные вещества. Осмос совершается и в том случае, если такая перегородка разделяет растворы с разной концентрацией. При этом растворитель перемещается через мембрану в сторону раствора с большей концентрацией до тех пор, пока эти концентрации не сравняются. Мерой осмотических сил является осмотическое давление (ОД). Оно равно такому гидростатическому давлению, который над приложить к раствору чтобы прекратить в него проникновение молекул растворителя. Величина эта определяется не химической природой вещества, а числом растворенных частиц. Она прямо пропорциональна молярной концентрации вещества. Одно- молярный раствор имеет ОД 22,4 атм., так как осмотическое давление определяется давлением, которое может оказывать в равном объеме растворенное вещество в виде газа (1гМ газа занимает объем 22,4 л. Если это количество газа поместить в сосуд объемом 1л, он будет давить на стенки с силой 22,4 атм.).

Осмотическое давление следует рассматривать не как свойство растворенного вещества, растворителя или раствора, а как свойство системы, состоящей из раствора, растворенного вещества и разделяющей их полупроницаемой перепонки.

Кровь как раз является такой системой. Роль полупроницаемой перегородки в этой системе играют оболочки клеток крови и стенки кровеносных сосудов, растворителем служит вода, в которой находятся минеральные и органические вещества в растворенном виде. Эти вещества создают в крови среднюю молярную концентрацию около 0,3 гМ, и поэтому развивают осмотическое давление, равное для крови человека 7,7 - 8,1 атм. Почти 60% этого давления приходится на долю поваренной соли (NaCl).

Величина осмотического давления крови имеет важнейшее физиологическое значение, так как в гипертонической среде вода выходит из клеток (плазмолиз ), а в гипотонической - наоборот, входит в клетки, раздувает их и даже может разрушить (гемолиз ).

Правда, гемолиз может наступать не только при нарушении осмотического равновесия, но и под действием химических веществ - гемолизинов. К ним относятся сапонины, желчные кислоты, кислоты и щелочи, аммиак, спирты, змеиный яд, бактериальные токсины и др.

Величина осмотического давления крови определяется криоскопическим методом, т.е. по точке замерзания крови. У человека температура замерзания плазмы равна -0,56-0,58оС. Осмотическое давление крови человека соответствует давлению 94% NaCl, такой раствор носит название физиологического .

В клинике, когда возникает необходимость введения в кровь жидкости, например, при обезвоживании организма, или при внутривенном введении лекарств обычно применяют этот раствор, который изотоничен плазме крови. Однако, хотя его и называют физиологическим, он таковым в строгом смысле не является, так как в нем отсутствуют остальные минеральные и органические вещества. Более физиологическими растворами являются такие, как раствор Рингера, Рингер-Локка, Тироде, Крепс-Рингера и т.п. Они приближаются к плазме крови по ионному составу (изоионичны). В ряде случаев, особенно для замены плазмы при кровепотере, применяются жидкости кровезаменители, приближающиеся к плазме не только по минеральному, но и по белковому, крупномолекулярному составу.

Дело в том, что белки крови играют большую роль в правильном водном обмене между тканями и плазмой. Осмотическое давление белков крови называется онкотическим давлением . Оно равно примерно 28 мм.рт.ст. т.е. составляет менее 1/200 общего осмотического давления плазмы. Но так как капиллярная стенка очень мало проницаема для белков и легко проходима для воды и кристаллоидов, то именно онкотическое давление белков является наиболее эффективным фактором, удерживающим воду в кровеносных сосудах. Поэтому уменьшение количества белков в плазме приводит к появлению отеков, к выходу воды из сосудов в ткани. Из белков крови наибольшее онкотическое давление развивают альбумины.

Функциональная система регуляции осмотического давления . Осмотическое давление крови млекопитающих и человека в норме держится на относительно постоянном уровне (опыт Гамбургера с введением в кровь лошади 7 л 5% раствора сернокислого натрия). Все это происходит за счет деятельности функциональной системы регуляции осмотического давления, которая тесно увязана с функциональной системой регуляции водно-солевого гомеостаза, так как использует те же исполнительные органы.

В стенках кровеносных сосудов имеются нервные окончания, реагирующие на изменения осмотического давления (осморецепторы ). Раздражение их вызывает возбуждение центральных регуляторных образований в продолговатом и промежуточном мозге. Оттуда идут команды, включающие те или иные органы, например, почки, которые удаляют избыток воды или солей. Из других исполнительных органов ФСОД надо назвать органы пищеварительного тракта, в которых происходит как выведение избытка солей и воды, так и всасывание необходимых для восстановления ОД продуктов; кожу, соединительная ткань которой вбирает в себя при понижении осмотического давления избыток воды или отдает ее последней при повышении осмотического давления. В кишечнике растворы минеральных веществ всасываются только в таких концентрациях, которые способствуют установлению нормального осмотического давления и ионного состава крови. Поэтому при приеме гипертонических растворов (английская соль, морская вода) происходит обезвоживание организма за счет выведения воды в просвет кишечника. На этом основано слабительное действие солей.

Фактором, способным изменять осмотическое давление тканей, а также крови, является обмен веществ, ибо клетки тела потребляют крупномолекулярные питательные вещества, и выделяют взамен значительно большее число молекул низкомолекулярных продуктов своего обмена. Отсюда понятно, почему венозная кровь, оттекающая от печени, почек, мышц имеет большее осмотическое давление, чем артериальная. Не случайно, что в этих органах находится наибольшее количество осморецепторов.

Особенно значительные сдвиги осмотического давления в целом организме вызывает мышечная работа. При очень интенсивной работе деятельность выделительных органов может оказаться недостаточной для сохранения осмотического давления крови на постоянном уровне и в итоге может наступить его увеличение. Сдвиг осмотического давления крови до 1,155% NaCl делает невозможным дальнейшее выполнение работы (один из компонентов утомления).

4. Суспензионные свойства крови . Кровь является устойчивой суспензией мелких клеток в жидкости (плазме), Свойство крови как устойчивой суспензии нарушается при переходе крови к статическому состоянию, что сопровождается оседанием клеток и наиболее отчетливо проявляется со стороны эритроцитов. Отмеченный феномен используется для оценки суспензионной стабильности крови при определении скорости оседания эритроцитов (СОЭ).

Если предохранить кровь от свертывания, то форменные элементы можно отделить от плазмы простым отстаиванием. Это имеет практическое клиническое значение, так как СОЭ заметно меняется при некоторых состояниях и болезнях. Так, СОЭ сильно ускоряется у женщин при беременности, у больных туберкулезом, при воспалительных заболеваниях. При стоянии крови эритроциты склеиваются друг с другом (агглютинируют), образуя так называемые монетные столбики, а затем и конгломераты монетных столбиков (агрегация), которые оседают тем быстрее, чем больше их величина.

Агрегация эритроцитов, их склеивание зависит от изменения физических свойств поверхности эритроцитов (возможно, с изменением знака суммарного заряда клетки с отрицательного на положительный), а также от характера взаимодействия эритроцитов с белками плазмы. Суспензионные свойства крови зависят преимущественно от белкового состава плазмы: увеличение содержания грубодисперсных белков при воспалении сопровождается снижением суспензионной устойчивости и ускорением СОЭ. Величина СОЭ зависит и от количественного соотношения плазмы и эритроцитов. У новорожденных СОЭ равна 1-2 мм/час, у мужчин 4-8 мм/час, у женщин 6-10 мм/час. Определяют СОЭ по методу Панченкова (см. практикум).

Ускоренной СОЭ, обусловленной изменением белков плазмы особенно при воспалении, соответствует и повышенная агрегация эритроцитов в капиллярах. Преимущественная агрегация эритроцитов в капиллярах связана с физиологическим замедлением тока крови в них. Доказано, что в условиях замедленного кровотока увеличение содержания в крови грубодисперсных белков приводит к более выраженной агрегации клеток. Агрегация эритроцитов, отражая динамичность суспензионных свойств крови, является одним из древнейших защитных механизмов. У беспозвоночных агрегация эритроцитов играет ведущую роль в процессах гемостаза; при воспалительной реакции это приводит к развитию стаза (остановки кровотока в пограничных областях), способствуя отграничению очага воспаления.

В последнее время доказано, что в СОЭ имеет значение не столько заряд эритроцитов, сколько характер его взаимодействия с гидрофобными комплексами белковой молекулы. Теория нейтрализации заряда эритроцитов белками не доказана.

5. Вязкость крови (реологические свойства крови). Вязкость крови, определяемая вне организма, превышает вязкость воды в 3-5 раз и зависит преимущественно от содержания эритроцитов и белков. Влияние белков определяется особенностями структуры их молекул: фибриллярные белки повышают вязкость в значительно большей степени, чем глобулярные. Выраженный эффект фибриногена связан не только с высокой внутренней вязкостью, но обусловлен и вызываемой им агрегацией эритроцитов. В физиологических условиях вязкость крови in vitro нарастает (до 70%) после напряженной физической работы и является следствием изменения коллоидных свойств крови.

In vivo вязкость крови характеризуется значительной динамичностью и меняется в зависимости от длины и диаметра сосуда и скорости кровотока. В отличие от однородных жидкостей, вязкость которых нарастает с уменьшением диаметра капилляра, со стороны крови отмечается обратное: в капиллярах вязкость уменьшается. Это связано с неоднородностью структуры крови, как жидкости, и изменением характера протекания клеток по сосудам разного диаметра. Так, эффективная вязкость, измеренная особыми динамическими вискозиметрами, такова: аорта - 4,3; малая артерия - 3,4; артериолы - 1,8; капилляры - 1; венулы - 10; малые вены - 8; вены 6,4. Показано, что если бы вязкость крови была бы постоянной величиной, то сердцу пришлось бы развивать в 30-40 раз большую мощность, чтобы протолкнуть кровь через сосудистую систему, так как вязкость участвует в формировании периферического сопротивления.

Снижение свертываемости крови в условиях введения гепарина сопровождается понижением вязкости и одновременно ускорением скорости кровотока. Показано, что вязкость крови всегда снижается при анемиях, повышается при полицитемиях, лейкемии, некоторых отравлениях. Кислород понижает вязкость крови, поэтому венозная кровь более вязкая, чем артериальная. При повышении температуры вязкость крови понижается.

Физиология центральной нервной системы

Страница 3

Вязкость крови. Она обусловлена наличием белков и эритроцитов. Вязкость цельной крови равна 5,0 (если вязкость воды принять за 1), плазмы - 1,7-2,2.

Удельный вес (относительная плотность) крови зависит от содержания форменных элементов, белков и липидов. Удельный вес цельной крови равен 1,050-1,060, плазмы - 1,025-1,034.

Жесткие константы крови, их колебание допустимо в очень небольших диапазонах, т.к. отклонение на значительные величины приводит к нарушению жизнедеятельности клеток или функций целого организма. К жестким константам относятся: постоянство ионного состава крови, количество белков в плазме, осмотическое давление крови, количество глюкозы, количество кислорода и углекислого газа, кислотно-основное равновесие (рН) крови и др.

Постоянство ионного состава крови. Общее количество неорганических веществ плазмы крови составляет около 0,9%. К этим веществам относятся: катионы (натрия, калия, кальция, магния) и анионы (хлора, НРО42-, НСО3-), причем, содержание катионов является более жесткой величиной, чем содержание анионов.

Количество белков в плазме. Функции белков крови:

Создают онкотическое давление крови, от которого зависит обмен воды между кровью и межклеточной жидкостью;

Определяют вязкость крови, что в свою очередь оказывает влияние на гидростатическое давление крови;

Принимают участие в процессе свертывания крови (фибриноген, глобулины);

Соотношение альбуминов и глобулинов влияет на величину СОЭ;

Являются важным компонентом защитной функции крови (особенно гамма-глобулины);

Принимают участие в транспорте продуктов обмена, жиров, гормонов, витаминов, солей тяжелых металлов;

Являются незаменимым резервом для построения тканевых белков;

Участвуют в поддержании кислотно-основного равновесия, выполняя буферные функции (белковый барьер).

Общее количество белков в плазме составляет 7-8%. Белки плазмы различают по строению и функциональным свойствам. Их делят на три основные группы: альбумины (4,5%), глобулины (1,7-3,5%) и фибриноген (0,2-0,4%).

Альбумины. Большая суммарная поверхность мелких молекул альбуминов играет существенную роль в транспорте кровью различных веществ, например, билирубина, солей тяжелых металлов, жирных кислот, лекарственных препаратов (антибиотиков, сульфаниламидов). Одна молекула альбумина может связать 25-50 молекул билирубина. Альбумины образуются в печени, период полураспада их составляет 10-15 дней.

Глобулины. Эта группа белков подразделяется на несколько фракций: альфа-, бета-, гамма-глобулины. Во фракции альфа-глобулинов имеются белки, простетической группой которых являются углеводы. Эти белки называют гликопротеинами. Около 10% ввей глюкозы плазмы циркулирует в составе гликопротеидов. Бета-глобулины участвуют в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, катионов металлов. Гамма-глобулины участвуют в формировании антител, защищающих организм от воздействия вирусов, бактерий, токсинов. К гамма-глобулинам относятся и антитела крови (агглютинины), определяющие ее групповую принадлежность. Глобулины образуются в печени, костном мозге, селезенке, лимфатических узлах. Период полураспада глобулинов 5 дней.

При ряде патологических состояний важным показателем является альбумино-глобулиновый (белковый) индекс, т.е. отношение количества альбуминов к количеству глобулинов. В норме этот индекс равен 1,2-2,0. Уменьшение индекса наблюдается при уменьшении содержания альбуминов (например, при усиленном удалении их с солями тяжелых металлов) или при увеличении содержания глобулинов плазмы (например, при интоксикации).