Densità relativa del sangue. Proprietà fisico-chimiche del sangue e del plasma

PROPRIETÀ FISICHE E CHIMICHE DEL SANGUE

Le funzioni del sangue sono in gran parte determinate dalle sue proprietà fisico-chimiche, che includono: colore, densità relativa, viscosità, pressione osmotica e oncotica, stabilità colloidale, stabilità della sospensione, pH, temperatura.

Il colore del sangue. Determinato dalla presenza di composti dell'emoglobina nei globuli rossi. Il sangue arterioso ha un colore rosso brillante, che dipende dal contenuto di ossiemoglobina in esso contenuto. Il sangue venoso è rosso scuro con una tinta bluastra, che è spiegata dalla presenza in esso non solo di emoglobina ossidata, ma anche ridotta e carboemoglobina. Quanto più l'organo è attivo e quanto più ossigeno l'emoglobina cede ai tessuti, tanto più scuro appare

sangue deossigenato.

Densità relativa i livelli ematici variano da 1050 a 1060 g/l e dipendono dal numero di globuli rossi, dal contenuto di emoglobina in essi contenuto e dalla composizione del plasma. Negli uomini, a causa del maggior numero di globuli rossi, questa cifra è più elevata che nelle donne. La densità relativa del plasma è 1025-1034 g/l,

eritrociti -1090 g/l.

Viscosità del sangue- questa è la capacità di resistere al flusso del liquido quando si muovono alcune particelle rispetto ad altre a causa dell'attrito interno. A questo proposito, la viscosità del sangue è un effetto complesso del rapporto tra acqua e macromolecole colloidali da un lato, e plasma ed elementi formati dall'altro. Pertanto, la viscosità del plasma è 1,7-2,2 volte e quella del sangue è 4-5 volte superiore a quella dell'acqua. Quanto più grandi sono le proteine ​​molecolari (fibrinogeno) e le lipoproteine ​​nel plasma, tanto maggiore è la sua viscosità. La viscosità del sangue aumenta con l’aumentare del numero di ematocrito. Un aumento della viscosità è facilitato da una diminuzione delle proprietà di sospensione del sangue quando i globuli rossi iniziano a formare aggregati. In questo caso si nota un feedback positivo: un aumento della viscosità, a sua volta, migliora l'aggregazione degli eritrociti. Poiché il sangue è un mezzo eterogeneo e appartiene a fluidi non newtoniani, caratterizzati da viscosità strutturale, una diminuzione della pressione del flusso, ad esempio arterioso, aumenta la viscosità del sangue e con un aumento della pressione sanguigna, a causa del distruzione della sua struttura, la viscosità diminuisce.

La viscosità del sangue dipende dal diametro dei capillari. Quando scende sotto i 150 micron, la viscosità del sangue inizia a diminuire, il che facilita il suo movimento nei capillari. Il meccanismo di questo effetto è associato alla formazione di uno strato di plasma, la cui viscosità è inferiore a quella del sangue intero, e alla migrazione degli eritrociti nel flusso assiale. Con una diminuzione del diametro dei vasi, lo spessore dello strato della parete non cambia. Ci sono meno globuli rossi nel sangue che si muovono attraverso vasi stretti rispetto allo strato plasmatico, perché Alcuni di essi vengono ritardati quando il sangue entra nei vasi stretti e i globuli rossi nel loro flusso si muovono più velocemente e il tempo che trascorrono in un vaso stretto diminuisce.

La viscosità del sangue venoso è maggiore di quella del sangue arterioso, a causa dell'ingresso di anidride carbonica e acqua nei globuli rossi, per cui la loro dimensione aumenta leggermente. La viscosità del sangue aumenta quando il sangue viene prelevato, perché nel deposito il contenuto di globuli rossi è più elevato. La viscosità del plasma e del sangue aumenta con un'abbondante nutrizione proteica.

La viscosità del sangue influenza la resistenza vascolare periferica, aumentandola in proporzione diretta, e quindi la pressione sanguigna.

Pressione osmotica del sangue- è la forza che fa sì che un solvente (acqua al posto del sangue) passi attraverso una membrana semipermeabile da una soluzione meno concentrata ad una più concentrata. Viene determinato crioscopicamente (mediante temperatura di congelamento). Nell'uomo, il sangue si congela a temperature inferiori a O di 0,56-0,58 ° C. A questa temperatura, una soluzione con una pressione osmotica di 7,6 atm si congela, il che significa che questo è un indicatore della pressione osmotica del sangue. La pressione osmotica del sangue dipende dal numero di molecole di sostanze in esso disciolte. Allo stesso tempo, oltre il 60% del suo valore è creato da NaCl e in totale la quota di sostanze inorganiche arriva fino al 96%. La pressione osmotica del sangue, della linfa, del fluido tissutale, dei tessuti è approssimativamente la stessa ed è una delle costanti omeostatiche rigide (possibili fluttuazioni di 7,3-8 atm). Anche in caso di quantità eccessive di acqua o sale, la pressione osmotica non cambia. Quando l'acqua in eccesso entra nel sangue, viene rapidamente escreta dai reni e passa nei tessuti e nelle cellule, ripristinando il valore originale della pressione osmotica. Se la concentrazione di sali nel sangue aumenta, l'acqua dal fluido tissutale entra nel letto vascolare e i reni iniziano a rimuovere intensamente i sali.

Qualsiasi soluzione che abbia una pressione osmotica uguale a quella del plasma è detta isotonica. Di conseguenza, una soluzione con una pressione osmotica più elevata è detta ipertonica, mentre una soluzione con una pressione osmotica più bassa è detta ipotonica. Pertanto, se il fluido tissutale è ipertonico, allora l'acqua entrerà in esso dal sangue e dalle cellule; al contrario, con un ambiente extracellulare ipotonico, l'acqua passerà da esso nelle cellule e nel sangue.

Una reazione simile si può osservare da parte dei globuli rossi quando cambia la pressione osmotica del plasma: quando è psertonico, i globuli rossi, cedendo acqua, si restringono, e quando è ilotonico, si gonfiano e addirittura scoppiano. Quest'ultimo viene utilizzato in pratica per determinare la resistenza osmotica degli eritrociti. Pertanto, gli isotonici rispetto al plasma sanguigno sono: soluzione di NaCl allo 0,85-0,9%, soluzione di KS1 all'1,1%, soluzione di NaHCO3 all'1,3%, soluzione di glucosio al 5,5%, ecc. I globuli rossi inseriti in queste soluzioni non cambiano forma. Nelle soluzioni fortemente ipotoniche e soprattutto nell'acqua distillata, i globuli rossi si gonfiano e scoppiano. La distruzione dei globuli rossi nelle soluzioni ipotoniche è l'emolisi osmotica. Se prepari una serie di soluzioni di NaCl con concentrazioni gradualmente decrescenti e metti in esse una sospensione di globuli rossi, puoi trovare la concentrazione della soluzione ipotonica in cui inizia l'emolisi e vengono distrutti solo i singoli globuli rossi. Questa concentrazione di NaCl caratterizza la resistenza osmotica minima degli eritrociti, che in una persona sana è compresa tra 0,42 e 0,48 (% di soluzione NaCl). Nelle soluzioni più ipotoniche, un numero crescente di globuli rossi viene emolizzato e la concentrazione di NaCl alla quale tutti i globuli rossi verranno lisati è chiamata massima resistenza osmotica. In una persona sana varia da 0,34 a 0,30 (soluzione% NaCl). In alcune anemie emolitiche, i confini della resistenza minima e massima si spostano verso l’aumento della concentrazione della soluzione ipotonica.

Pressione oncotica- parte della pressione osmotica creata dalle proteine ​​in una soluzione colloidale, motivo per cui è chiamata anche colloido-osmotica. A causa del fatto che le proteine ​​del plasma sanguigno non passano bene attraverso le pareti dei capillari nel microambiente tissutale, la pressione oncotica che creano trattiene l'acqua nel sangue. La pressione oncotica nel sangue è maggiore che nel fluido tissutale. Oltre alla scarsa permeabilità delle barriere proteiche, la loro minore concentrazione nel fluido tissutale è associata alla lisciviazione delle proteine ​​dall'ambiente extracellulare attraverso il flusso linfatico. La pressione oncotica del plasma sanguigno è in media di 25-30 mm Hg e quella del fluido tissutale è di 4-5 mm Hg. Poiché la proteina nel plasma contiene più albumina e la sua molecola è più piccola di altre proteine ​​e la concentrazione molare è più elevata, la pressione oncotica del plasma è creata principalmente dall'albumina. Una diminuzione del loro contenuto nel plasma porta alla perdita di acqua nel plasma e all'edema tissutale, mentre un aumento porta alla ritenzione idrica nel sangue. In generale, la pressione oncotica influisce sulla formazione di liquidi tissutali, linfa, urina e assorbimento di acqua nell'intestino.

Stabilità colloidale del plasma sanguignoè dovuto alla natura dell'idratazione delle proteine, alla presenza sulla loro superficie di un doppio strato elettrico di ioni, che crea un potenziale phi superficiale. Parte di questo potenziale è il potenziale elettrocinetico (zeta) - questo è il potenziale al confine tra una particella colloidale in grado di muoversi in un campo elettrico e il liquido circostante, cioè potenziale superficiale di scorrimento di una particella in una soluzione colloidale. La presenza di potenziale zeta ai confini di scorrimento di tutte le particelle disperse forma su di esse come cariche e forze repulsive elettrostatiche, che garantisce stabilità

soluzione colloidale e previene l'aggregazione. Maggiore è il valore assoluto di questo potenziale, maggiore è la forza di repulsione delle particelle proteiche l'una dall'altra. Pertanto, il potenziale zeta è una misura della stabilità di una soluzione colloidale. Il suo valore è significativamente più alto nelle albumine che in altre proteine. Poiché nel plasma c'è molta più albumina, la stabilità colloidale del plasma sanguigno è determinata prevalentemente da queste proteine, che forniscono stabilità colloidale non solo ad altre proteine, ma anche a carboidrati e lipidi.

Resistenza alla sospensione del sangue legati alla stabilità colloidale delle proteine ​​plasmatiche. Il sangue è una sospensione, o sospensione, perché gli elementi formati sono sospesi in esso. La sospensione dei globuli rossi nel plasma è mantenuta dalla natura idrofila della loro superficie, nonché dal fatto che i globuli rossi (come altri elementi formati) portano una carica negativa, per cui si respingono a vicenda. Se la carica negativa degli elementi formati diminuisce, ad esempio, in presenza di proteine ​​(fibrinogeno, gammaglobuline, paraproteine) instabili in soluzione colloidale e con potenziale zeta inferiore, portatrici di carica positiva, allora le forze elettriche di repulsione diminuiscono e i globuli rossi si uniscono formando colonne “di monete”. In presenza di queste proteine ​​la stabilità della sospensione risulta ridotta. In presenza di albumina aumenta la capacità di sospensione del sangue. La stabilità della sospensione degli eritrociti viene valutata dalla velocità di eritrosedimentazione (VES) in un volume stazionario di sangue. L'essenza del metodo è valutare (in mm/ora) il plasma depositato in una provetta con sangue, a cui viene prima aggiunto citrato di sodio per impedirne la coagulazione. Il valore della VES dipende dal sesso. Nelle donne - 2-15 mm/h, negli uomini - 1-10 mm/h. Questo indicatore cambia anche con l’età. Il fibrinogeno ha l'effetto maggiore sulla VES: quando la sua concentrazione supera i 4 g/l, aumenta. La VES aumenta notevolmente durante la gravidanza a causa di un aumento significativo dei livelli di fibrinogeno plasmatico, con eritropenia, diminuzione della viscosità del sangue e del contenuto di albumina, nonché di un aumento delle globuline plasmatiche. Le malattie infiammatorie, infettive e oncologiche, nonché l'anemia, sono accompagnate da un aumento di questo indicatore. Una diminuzione della VES è tipica dell'eritremia, così come delle ulcere gastriche, dell'epatite virale acuta e della cachessia.

Concentrazione di ioni idrogeno e regolazione del pH del sangue. Normalmente, il pH del sangue arterioso è 7,37-7,43, in media 7,4 (40 nmol/l), venoso - 7,35 (44 nmol/l), cioè la reazione del sangue è leggermente alcalina. Nelle cellule e nei tessuti il ​​pH raggiunge 7,2 e anche 7,0, a seconda dell'intensità della formazione di prodotti metabolici “acidi”. I limiti estremi delle fluttuazioni del pH del sangue compatibili con la vita sono 7,0-7,8 (16-100 nmol/l).

Durante il processo del metabolismo, i tessuti rilasciano prodotti metabolici “acidi” (acido lattico, acido carbonico) nel fluido tissutale e quindi nel sangue, il che dovrebbe portare ad uno spostamento del pH verso il lato acido. La reazione del sangue praticamente non cambia, il che è spiegato dalla presenza di sistemi tampone nel sangue, nonché dal lavoro dei reni, dei polmoni e del fegato.

Per gli esseri umani (e gli animali domestici) è 1.050-1.060, per gli uomini la media è 1.057, per le donne - 1.053. Dipende principalmente dalla quantità di emoglobina in essi contenuta e, in misura minore, dalla composizione della parte liquida del sangue; aumenta dopo la perdita da parte del corpo, ad esempio dopo aver sudato. Con la perdita di sangue, la densità diminuisce.

La viscosità del sangue è dovuta al movimento interno di alcune sue particelle rispetto ad altre. Quando si determina la viscosità del sangue, l'unità di viscosità è l'acqua.

La viscosità del sangue intero umano in condizioni fisiologiche varia da 4 a 5 e la viscosità del plasma sanguigno da 1,5 a 2. La viscosità del sangue intero dipende principalmente dal numero di globuli rossi nel sangue e dal loro volume e, a in misura minore, su (principalmente il numero di proteine ​​e, in misura minore, il contenuto di sali in esso contenuti).

A causa del rigonfiamento dei globuli rossi, la viscosità del sangue venoso è maggiore della viscosità del sangue arterioso. Il lavoro moderato e prolungato riduce la viscosità del sangue, mentre il lavoro pesante la aumenta.

Composizione del sale, pressione arteriosa osmotica e colloido-osmotica (oncotica).

I sali minerali plasmatici costituiscono circa lo 0,9-1%. Le quantità di sali nel plasma sono relativamente costanti e in condizioni normali fluttuano entro piccoli limiti. Il contenuto di minerali nel plasma sanguigno varia tra le diverse specie animali.

Il significato fisiologico degli elettroliti nel sangue è che: 1) mantengono la relativa costanza dell'osmosi del sangue; 2) mantenere la relativa costanza della reazione ematica attiva; 3) influenza e 4) influenza lo stato dei colloidi.

La costanza relativa della pressione osmotica del sangue è di grande importanza biologica, poiché è una condizione per il mantenimento della costanza relativa della pressione osmotica nei tessuti. Forti fluttuazioni della pressione osmotica nei tessuti portano a disturbi della loro attività e persino alla morte. La costanza della pressione osmotica del sangue preserva l'integrità dei globuli rossi.

In condizioni normali, la pressione osmotica nei globuli rossi, nel plasma sanguigno e nelle cellule dei tessuti e degli organi dell'uomo e dei mammiferi è 778316 - 818748 Pa.

Nonostante l’alto contenuto proteico, il numero di proteine ​​nel plasma è piccolo a causa del loro enorme peso molecolare. Pertanto, la pressione colloidale osmotica (oncotica) del plasma da loro creato è solo 3325 - 3990 Pa e la pressione osmotica del plasma sanguigno è mantenuta a un certo livello relativamente costante principalmente da sostanze minerali.

Tra le sostanze minerali, il ruolo principale nel mantenimento della pressione osmotica appartiene al cloruro di sodio. Il valore della pressione osmotica viene determinato con il metodo crioscopico mediante depressione, ovvero una diminuzione del punto di congelamento del sangue al di sotto di 0°. L'indicatore di depressione è indicato con ∆ (delta). Nell'uomo, il ∆ sangue è 0,56° (0,56-0,58°), pertanto la concentrazione molecolare nel plasma sanguigno è di circa 0,3 g-mol per 1 dm 3.

Reazione del sangue

La reazione attiva del sangue, come qualsiasi soluzione, dipende dalla concentrazione di ioni idrogeno (H +) e idrossile (OH -). Il pH medio del sangue umano, di cavallo e di cane a 37°C è 7,35. Pertanto, la reazione del sangue è leggermente alcalina.

Il corpo non influenza il pH del sangue, che rimane molto più costante della temperatura corporea. Questa costanza del pH è garantita dal lavoro degli organi emuntori, nonché dalla composizione dei globuli rossi e del plasma sanguigno. Il fatto che la composizione del plasma sanguigno sia essenziale per mantenere un pH costante è dimostrato dal fatto che per spostare la reazione sul lato alcalino è necessario aggiungere al plasma circa 70 volte più idrossido di sodio che all'acqua pura e spostando la reazione sul lato acido è necessario aggiungere più di 3,25 volte più acido cloridrico che nell'acqua (vedi anche l'articolo “”). La consistenza della reazione ematica dipende dai sistemi tampone.

Stabilizzato da un anticoagulante, il sangue nella provetta viene separato in sedimenti - elementi sagomati(eritrociti, leucociti, piastrine) e plasma. Il plasma è un liquido giallastro trasparente. Quando il sangue si coagula all'esterno del corpo (coagulazione del sangue), si forma un coagulo di sangue che comprende elementi formati, fibrina e siero. Il siero differisce dal plasma principalmente per l'assenza di fibrinogeno.

Plasma, composizione del plasma sanguigno, significato delle proteine ​​plasmatiche.

Il plasma sanguigno è composto per il 90-92% da acqua, il 7-8% da proteine ​​(albumina - 4,5%, globuline - 2-3%, fibrinogeno - fino allo 0,5%), il resto del residuo secco è nutriente, minerali e vitamine . Il contenuto totale di minerali è di circa lo 0,9%. I macroelementi e i microelementi vengono convenzionalmente distinti. Il limite è la concentrazione della sostanza 1 mg%. Macronutrienti(sodio, potassio, calcio, magnesio, fosforo) forniscono principalmente la pressione sanguigna osmotica e sono necessari per i processi vitali: sodio e potassio - per processi di eccitazione, calcio - coagulazione del sangue, contrazioni muscolari, secrezione; microelementi(rame, ferro, cobalto, iodio) sono considerati componenti di sostanze biologicamente attive, attivatori di sistemi enzimatici, stimolatori dell'ematopoiesi e del metabolismo.

4. Proprietà fisico-chimiche del plasma. Pressione arteriosa oncotica e osmotica.

La pressione oncotica e osmotica è la forza con cui le molecole di sostanze organiche e inorganiche attraggono una molecola d'acqua per creare un guscio acquoso. La pressione osmotica è creata da sostanze di natura inorganica, mentre la pressione oncotica è creata da sostanze organiche.

Con una pressione osmotica plasmatica totale di 7,6 atm, la pressione oncotica è di 0,03-0,04 atm (25-30 mm Hg). Le grandi proteine ​​molecolari non penetrano nello spazio interstiziale dal letto vascolare e sono un fattore che determina il flusso inverso dell'acqua dallo spazio intercellulare nella sezione venulare del microcircolo. La pressione osmotica e oncotica determinano la distribuzione volumetrica dell'acqua tra la cellula e lo spazio extracellulare. L'acqua si muove attraverso la membrana verso una pressione osmotica più elevata. In base all'entità della pressione osmotica (il ruolo principale nel mantenimento spetta all'80% di NaCl, al 15% di glucosio e al 5% di urea) rispetto al plasma, tutte le soluzioni possono essere suddivise in:

1. Isotonico: uguale nella pressione osmotica (soluzione NaCl allo 0,9%).

2. Ipotonico - con una pressione osmotica inferiore rispetto al plasma.

3. Ipertonico - con pressione osmotica plasmatica superiore. Tutte le soluzioni iniettabili devono essere isotoniche rispetto alla cellula, altrimenti possono causare la perdita di acqua dalla cellula (soluzioni ipertoniche) o l'ingresso di acqua nella cellula, seguito da gonfiore e rottura della membrana (soluzioni ipotoniche).

Stato acido-base del sangue. Sistemi tampone. Alcalosi e acidosi

Stato acido-base del sangue dipende dalla concentrazione di ioni idrogeno nel mezzo, che è espressa in unità di pH. La concentrazione di ioni idrogeno (pH = -log [H +] al livello di 7,37 - 7,43 per il sangue arterioso è una costante rigida del corpo. Il pH del sangue venoso, a causa della maggiore concentrazione di anidride carbonica e acidi organici, è inferiore e diminuisce a 7,30 - 7,35, il pH intracellulare è 7,26 - 7,30 Un aumento della concentrazione di ioni idrogeno (una diminuzione del pH) è definito come acidosi, e la diminuzione della concentrazione di protoni è indicata come alcalosi. Il mantenimento di un pH sanguigno costante è assicurato dai sistemi tampone fisico-chimici e dal funzionamento dei sistemi fisiologici del corpo: escrezione e respirazione.

Qualsiasi sistema tampone è costituito da un rapporto di equilibrio di protoni (H +), base coniugata (A -) e acido debole non dissociato: secondo la legge dell'azione di massa, un aumento del contenuto di protoni è accompagnato da un aumento della concentrazione di acido non dissociato e l'alcalinizzazione del mezzo porta ad un aumento della dissociazione dell'acido con la formazione di protoni e la costante di dissociazione (equilibrio) K non cambia.

Il sangue è una sospensione in cui la fase liquida è plasma e le particelle sono elementi formati. Come tutte le altre cellule del corpo, le membrane dei globuli rossi, dei globuli bianchi e delle piastrine sono polarizzate, con la superficie esterna delle membrane caricata positivamente rispetto a quella interna. Intorno alle cellule del sangue e alle cellule endoteliali si forma una nuvola di cariche negative. Grazie alle stesse cariche, le cellule del sangue si respingono tra loro e le pareti dei vasi sanguigni. Quando le cariche vengono perse, le cellule del sangue possono restare unite e restare unite.

Il sangue ha le seguenti proprietà fisico-chimiche: densità, viscosità, tensione superficiale, equilibrio acido-base (pH), pressione colloido-osmotica e coagulazione.

Densità e viscosità del sangue. La densità (peso specifico) del sangue è la massa per unità di volume. La densità del sangue intero è 1.045...1.055. Ciò significa che 1 ml di sangue ha una massa di 1.045...1.055 g e 1 litro di sangue ha una massa di 1.045...1.055 kg. Pertanto, la concentrazione delle sostanze nel sangue è espressa in grammi, milligrammi o moli contenuti in 1 litro di sangue. Ad esempio, l'espressione 8 g/l significa che 1 litro di sangue contiene 8 g di una sostanza. È anche possibile calcolare la concentrazione non per 1 litro, ma per 100 ml di sangue (g/100 ml o g/%).

La densità del plasma sanguigno è 1.025... 1.034 e quella degli eritrociti è 1.090. La maggiore densità dei globuli rossi rispetto al plasma è spiegata dalla presenza di ferro in essi. A causa della loro diversa densità, i globuli rossi e il plasma possono essere separati mediante centrifugazione o decantazione.

La densità del sangue dipende dal numero di globuli rossi, emoglobina, proteine ​​e sali nel plasma. Una grande quantità di lipidi nel plasma sanguigno ne riduce la densità.

La viscosità del sangue è la forza di attrito interno, o coesione, delle particelle fluide. È 4...5 volte maggiore della viscosità dell'acqua distillata, questa è la viscosità relativa del sangue. Maggiore è il numero di globuli rossi nel sangue, maggiore è la viscosità del sangue. Le proteine ​​globulari, in particolare il fibrinogeno, aumentano la viscosità del sangue. L'albumina influisce sulla viscosità in misura minore.

È interessante notare che la viscosità del sangue che si muove attraverso i vasi sanguigni (in vivo) è diversa dalla viscosità del sangue prelevato per i test (in vitro). In vivo, la viscosità del sangue dipende dalla lunghezza e dal diametro del vaso e dalla velocità del flusso sanguigno. Ad esempio, nei vasi di grandi dimensioni, dove la velocità del movimento del sangue è elevata, gli elementi formati si avvicinano all'asse del vaso e il plasma con una viscosità inferiore scorre vicino alle pareti. Nei capillari la viscosità del sangue diminuisce, poiché gli elementi formati possono passare solo uno alla volta e tra loro si forma una colonna di plasma. Con un forte rallentamento del flusso sanguigno, i globuli rossi possono unirsi e formare grandi grappoli: conglomerati. In questo caso, la viscosità del sangue aumenta.

Maggiore è la viscosità, più difficile sarà il lavoro del cuore per spingere il sangue attraverso i vasi. Pertanto, la viscosità del sangue influisce in modo significativo sull'emodinamica e sulla formazione della pressione sanguigna.

Tensione superficiale del sangue. La tensione superficiale del sangue è la forza di adesione o interazione delle molecole dello strato superficiale di un liquido, diretta dalla superficie verso l'interno. La tensione superficiale del sangue è inferiore a quella dell'acqua a causa della presenza in esso di tensioattivi: acidi grassi a basso peso molecolare, acidi biliari e varie sostanze aromatiche.

Con un aumento del tensioattivo nel sangue, la tensione superficiale inizialmente diminuisce, ma poi rapidamente - in pochi minuti - viene ripristinata al livello originale. Si ritiene che queste reazioni coinvolgano cationi calcio, che fanno precipitare vari acidi organici che influenzano la tensione superficiale.

Il mantenimento di una tensione superficiale costante del sangue è importante per il normale trasporto delle sostanze tra il sangue e i tessuti e per il movimento del sangue attraverso i vasi.

Equilibrio acido-base (ABC) del sangue. IN il sangue contiene ioni acidi e alcalini. La carica totale degli ioni alcalini è maggiore di quella degli ioni acidi e il loro rapporto è chiamato equilibrio acido-base del sangue. Pertanto, la reazione del sangue è leggermente alcalina e il pH è 7,35. La concentrazione di ioni idrogeno (pH) è una delle costanti più rigorose nel corpo. Ciò è dovuto al fatto che qualsiasi reazione chimica avviene al livello di pH ottimale e qualsiasi cambiamento nel pH del sangue porta all'interruzione dell'attività cardiaca, della respirazione e del lavoro.

cervello, fegato e altri organi. Uno spostamento di diversi decimi del pH del sangue, soprattutto in direzione acida, è incompatibile con la vita.

Nel frattempo, varie sostanze che possono alterare il pH del sangue entrano costantemente nel sangue. Vengono assorbiti dal tratto digestivo, riassorbiti dai tubuli renali e si formano nei tessuti. Tra i metaboliti predominano le sostanze acide: acido carbonico e lattico, fosfati e solfati acidi, acidi biliari, ecc. Ma, nonostante il continuo cambiamento nella composizione del sangue, il suo pH rimane a un livello costante. Come avviene questo? La regolazione dell'equilibrio acido-base viene effettuata mediante meccanismi sia chimici che fisiologici.

I meccanismi chimici di regolazione avvengono a livello molecolare. Questi includono i sistemi tampone del sangue e la riserva alcalina. La regolazione fisiologica comprende complessi meccanismi neuroumorali che influenzano le funzioni di vari sistemi di organi.

Sistemi tampone del sangue- si tratta di sostanze che possono interagire con gli ioni acidi o alcalini che entrano nel sangue e neutralizzarli. Come risultato delle reazioni chimiche, il pH del sangue non cambia, ma la capacità tampone del sangue diminuisce. Allo stesso tempo, i componenti stessi dei sistemi tampone non influenzano la reazione attiva del sangue. Tre sistemi tampone - bicarbonato, fosfato e proteine ​​- si trovano nel plasma sanguigno e uno - l'emoglobina - negli eritrociti.

Il sistema tampone bicarbonato è costituito da acido carbonico (Na 2 C0 3) e bicarbonati di sodio e potassio (NaHC0 3 e KHC0 3). Quando un acido più forte del carbonio entra nel sangue, interagisce con i bicarbonati. Di conseguenza, si formano un sale neutro e acido carbonico. L'acido carbonico è instabile, si decompone in acqua e anidride carbonica; quest'ultimo viene escreto attraverso i polmoni. Quando nel sangue appare un eccesso di ioni alcalini, questi interagiscono con l'acido carbonico e la reazione del sangue non cambia.

Il sistema tampone fosfato è formato da fosfato di sodio primario (NaHjPO^ e secondario (Na 2 HP04). Il fosfato primario ha le proprietà di un acido debole, quello secondario ha le proprietà di un alcali debole. La capacità di questo sistema è piccola, ma è importante per regolare l'escrezione dei sali di fosforo da parte dei reni.

Il sistema tampone proteico del plasma sanguigno svolge la sua funzione perché le proteine ​​sono composti anfoteri e possono neutralizzare sia gli acidi che gli alcali.

Il sistema tampone dell’emoglobina si trova nei globuli rossi. Se le proprietà tampone del sangue sono considerate pari al 100%, il 75% è costituito da emoglobina. È costituito da ossiemoglobina, cioè un composto di emoglobina con ossigeno, e da emoglobina ridotta, cioè liberata dall'ossigeno. Il meccanismo di funzionamento del sistema tampone dell'emoglobina è il seguente.

Nei capillari dei tessuti, l'ossiemoglobina, cedendo ossigeno, viene convertita in emoglobina ridotta. Questa sostanza è un acido molto debole e non influenza in modo significativo il pH del sangue. Nei capillari polmonari, l'anidride carbonica viene rimossa dal sangue e la reazione del sangue potrebbe passare al lato alcalino. Tuttavia, ciò non accade, poiché l'ossiemoglobina risultante ha proprietà acide e impedisce l'alcalinizzazione del sangue.

Pertanto, l'importanza dei sistemi tampone è che il pH del sangue può rimanere a lungo a 7,35, nonostante l'ingresso di componenti acidi o alcalini nel sangue.

Riserva sanguigna alcalina- è la somma di tutte le sostanze alcaline presenti nel sangue, principalmente bicarbonati di sodio e potassio. La quantità di riserva alcalina nel sangue è determinata dalla quantità di anidride carbonica che può essere rilasciata dai bicarbonati quando interagiscono con l'acido. In media la riserva alcalina del sangue è di 55...60 cm 3. Quanto più la riserva sanguigna è alcalina, tanto meglio è protetta dai metaboliti acidi. Pertanto, nelle vacche da latte altamente produttive e nei cavalli sportivi con un metabolismo più intenso, la riserva sanguigna alcalina è al limite superiore della norma. Per aumentare la riserva alcalina, in alcuni casi, ai ruminanti viene somministrato da bere soda - bicarbonato di sodio come condimento superiore; questo è particolarmente efficace quando si alimenta l'insilato acido.

Insieme alla riserva alcalina nel sangue c'è anche riserva acida, o capacità acida del sangue. La capacità acida del sangue è di minore importanza fisiologica, ma è necessaria per neutralizzare gli ioni alcalini in eccesso.

Pertanto, con un aumento del contenuto di componenti acidi o alcalini nel sangue, prima di tutto, l'ACR del sangue viene ripristinato a livello molecolare grazie a sistemi tampone o riserva alcalina, che non richiede la partecipazione attiva di meccanismi neuroumorali.

Se i meccanismi molecolari non sono in grado di preservare l'ASR, si verificano cambiamenti attivi nel funzionamento dei sistemi escretori del corpo: reni, ghiandole sudoripare, polmoni e tratto digestivo.

I reni neutralizzano o rimuovono i sali acidi o alcalini in eccesso dal sangue. Pertanto, la reazione delle urine può variare ampiamente, da 5,7 a 8,7. Le ghiandole sudoripare svolgono la stessa funzione, rimuovendo principalmente gli ioni acidi dal corpo. L'anidride carbonica viene rimossa dal sangue attraverso i polmoni, quindi, con una maggiore concentrazione di anidride carbonica nel sangue, si verifica mancanza di respiro, che ha un valore compensatorio.

Le ghiandole del tratto digestivo sono di grande importanza nella regolazione del pH del sangue. La neutralizzazione dei composti dell'acido solforico e dell'ammoniaca avviene nel fegato. Con saliva, pancreas e ki-

I succhi cervicali secernono molti bicarbonati. Ad esempio, ogni giorno vengono rimossi fino a 300 g di bicarbonati dalla saliva dei bovini. Un modo energetico per rimuovere gli ioni idrogeno dal sangue è trasferirli nel succo gastrico. Le ghiandole parietali dello stomaco sintetizzano l'acido cloridrico dagli ioni idrogeno e cloro forniti con il sangue e trasferiscono anche gli acidi organici nel succo gastrico. Questo, tra l'altro, spiega il fatto ben noto: dopo un intenso lavoro muscolare, la stanchezza scompare dopo aver mangiato. E il punto non è nel ripristinare le calorie consumate, perché i nutrienti non vengono assorbiti dal cibo così rapidamente, ma nel rilascio dell'acido lattico e di altri metaboliti accumulati a seguito dell'attività muscolare dal sangue allo stomaco.

I meccanismi fisiologici coinvolti nella regolazione dell’ASR e del pH del sangue includono recettori che rilevano la concentrazione di ioni idrogeno, vie nervose afferenti, centri nervosi, nervi efferenti e organi effettori.

Pertanto, il pH del sangue ha un valore costante, che viene raggiunto mediante meccanismi di regolazione sia molecolari che fisiologici. Tuttavia, l’equilibrio acido-base può cambiare. Con alcune reazioni fisiologiche e patologiche è possibile un aumento dei prodotti acidi o alcalini nel sangue. Viene chiamato lo spostamento del rapporto tra l'acido acido e il lato acido acidosi, e in alcalino - alcalosi.

A seconda dell'entità dello spostamento del fattore di correzione dell'acidità, le acidosi e gli alcalosi sono compensati o non compensati. Inizialmente, quando acidi o alcali in eccesso entrano nel sangue, il pH del sangue non cambia, ma la riserva di capacità tampone diminuisce. Tale acidosi o alcalosi, senza variazione del pH, viene chiamata compensato, poiché è compensato dalla riserva di riserva alcalina o acida presente nel sangue. Acidosi e alcalosi compensate si osservano spesso in animali sani e sono di breve durata.

Quando la capacità tampone del sangue è esaurita, la reazione del sangue cambia naturalmente. Tale acidosi o alcalosi viene chiamata quando il pH del sangue cambia non compensato.

A seconda dei meccanismi di insorgenza, l'acidosi e l'alcalosi possono essere gassose o non gassose. Gas l'acidosi si osserva quando c'è difficoltà a respirare, quando gli animali sono tenuti in stanze soffocanti e scarsamente ventilate. L'anidride carbonica si accumula quindi nel sangue e si trasforma in acido carbonico. Non gassoso, o metabolica, l'acidosi si verifica quando nel sangue non si accumula acido carbonico, ma altri acidi: lattico, fosforico, ecc. Ciò è possibile, ad esempio, durante un lavoro muscolare pesante o quando si alimenta una grande quantità di insilato acido.

L’alcalosi è meno comune dell’acidosi. L'alcalosi gassosa è possibile con una maggiore ventilazione dei polmoni quando il sangue contiene

meno anidride carbonica e alcalinizza. L'alcalosi non gassosa è solitamente associata all'assunzione di grandi quantità di sali alcalini nel corpo, in questo caso aumenta l'alcalinità di riserva del sangue.

Pressione arteriosa colloido-osmotica. La pressione osmotica è la forza che fa sì che l'acqua o i soluti si muovano attraverso le membrane semipermeabili. Nel corpo, tutte le membrane - pareti vascolari, membrane cellulari o superfici di formazioni intracellulari - sono semipermeabili. Passano bene l'acqua, ma passano selettivamente le sostanze disciolte. Il movimento delle sostanze tra cellule, fluido tissutale e sangue dipende dalla loro concentrazione. Maggiore è la concentrazione delle sostanze disciolte, maggiore è la pressione osmotica di un dato liquido.

Fondamentalmente la pressione osmotica del sangue è determinata dalla concentrazione di sali minerali. La loro quantità totale nel plasma sanguigno è di circa 0,9 g per 100 ml, ciò corrisponde ad una pressione osmotica di 7,6 ati, ovvero 5776 mm Hg. Arte. Le sostanze organiche (ad esempio il glucosio) hanno scarso effetto sulla pressione osmotica. Ciò è spiegato dal fatto che le molecole delle sostanze organiche sono molto più grandi degli ioni inorganici, quindi per unità di volume il numero delle loro particelle (molecole) è inferiore; la pressione osmotica dipende proprio dal numero di molecole della sostanza disciolta.

Le sostanze disciolte nel plasma sanguigno passano attraverso le membrane da una soluzione più concentrata a una meno concentrata e l'acqua, al contrario, da un ambiente a concentrazione minore a uno più alto. La costanza della pressione osmotica del sangue è importante per lo scambio di sostanze tra sangue, fluido tissutale e cellule ed è una condizione necessaria per la vita quanto altri indicatori di omeostasi: pH, temperatura.

Usando l'esempio degli eritrociti, consideriamo come cambiano le proprietà delle cellule in soluzioni con diverse pressioni osmotiche. All'interno dei globuli rossi (nel citoplasma) la concentrazione dei sali è la stessa che nel plasma sanguigno, cioè l'ambiente interno dei globuli rossi è isotonico con il plasma sanguigno. Se i globuli rossi vengono separati dal plasma sanguigno e posti in una soluzione salina con una concentrazione maggiore (ipertonica) rispetto a quella all'interno dei globuli rossi, l'acqua si sposterà dai globuli rossi nella soluzione fino alla pressione osmotica su entrambi i lati del plasma sanguigno. la membrana è equalizzata. I globuli rossi si disidratano, si restringono e diminuiscono di dimensioni. Inizialmente, questo processo è reversibile e, se i globuli rossi vengono riportati in una soluzione isotonica, ripristineranno sia la loro forma che la loro funzione. In condizioni in cui il gradiente di concentrazione del sale su entrambi i lati della membrana è elevato e i globuli rossi rimangono al loro interno per lungo tempo, muoiono.

Nelle soluzioni con una concentrazione salina inferiore (ipotonica) rispetto a quella all'interno dei globuli rossi, l'acqua passa nei globuli rossi sotto l'influenza della pressione osmotica. globuli rossi

Versano l'acqua al loro interno, da biconcavi diventano sferici (sferici), aumentano di volume e scoppiano. Questo fenomeno è chiamato la distruzione dei globuli rossi e il rilascio di emoglobina da essi emolisi(letteralmente - dissoluzione del sangue). L'emolisi che si verifica in una soluzione ipotonica è detta osmotica.

Sulla base di quanto sopra, va ricordato che solo quelle soluzioni isotoniche con il sangue possono essere somministrate per via endovenosa, cioè hanno la stessa pressione osmotica del plasma sanguigno. Tali soluzioni sono chiamate fisiologico. La soluzione salina più elementare è una soluzione di cloruro di sodio con una concentrazione dello 0,85% per i mammiferi e gli uccelli e dello 0,65% per gli animali a sangue freddo.

Poiché il plasma sanguigno contiene colloidi (proteine), anche il sangue ne contiene pressione colloidale. Viene anche chiamata pressione colloidale oncotico(Onkos greco: gonfiore, gonfiore). È compreso tra 15 e 35 mmHg. Art., cioè meno dell'1% di osmotico. Tuttavia, l'importanza della pressione oncotica è grande: questa è la forza che trattiene l'acqua all'interno dei vasi e ne favorisce il passaggio dal fluido tissutale al sangue. Ciò è dovuto alle proprietà idrofile delle proteine ​​del plasma sanguigno. Questa pressione è chiamata oncotica perché quando diminuisce (ad esempio durante il digiuno, quando diminuisce il contenuto proteico nel sangue), l'acqua non viene trattenuta nei vasi sanguigni e passa nei tessuti, appare l'edema “affamato”. Si crea l'aspetto come se i tessuti fossero gonfi.

La pressione colloido-osmotica è costituita dalla pressione osmotica e oncotica. Se è necessario introdurre grandi quantità di liquidi nel sangue o per la perfusione degli organi e la circolazione artificiale, nonché per la coltivazione di colture di tessuti, è necessario tenere conto non solo della pressione osmotica e oncotica, ma anche dell'insieme ottimale di minerali. Pertanto le soluzioni fisiologiche possono contenere altre sostanze oltre al cloruro di sodio. Pertanto, la soluzione di Ringer contiene sodio, potassio, cloruri di calcio e bicarbonato di sodio. Oltre ai componenti elencati, la soluzione di Locke contiene glucosio e la soluzione di Tyrode contiene cloruro di magnesio e fosfato di sodio monobasico. Le soluzioni più complesse contengono proteine ​​(albumina) e sono quindi chiamate soluzioni di sostituzione del plasma. Tali soluzioni sono più coerenti con il plasma sanguigno, poiché hanno una pressione colloido-osmotica ottimale, una reazione corrispondente al sangue e il rapporto tra i vari componenti.

Nel primo L'URSS sviluppò sangue artificiale che, oltre ad alcuni cationi, anioni e altri componenti caratteristici del plasma sanguigno, conteneva composti fluorocarburici in grado di legare e trasportare l'ossigeno. Questo liquido, e il suo

chiamato “sangue blu”, può essere utilizzato per sostituire il sangue al posto del sangue del donatore.

Regolazione della pressione colloidosmotica. La pressione sanguigna colloidale dipende dal contenuto proteico e quindi è determinata dalla regolazione del metabolismo proteico. La pressione osmotica del sangue è soggetta a fluttuazioni più frequenti, solitamente entro i limiti fisiologici, a causa delle complesse interazioni regolatorie tra sangue e organi.

Consideriamo il seguente esperimento: a un cavallo sono stati iniettati in vena 7 litri di una soluzione di solfato di sodio al 5%. Secondo i calcoli questa dovrebbe raddoppiare la pressione osmotica del sangue, ma dopo 10 minuti si sarà ripristinata. Come viene ripristinata la pressione osmotica?

Il processo inizia con la ridistribuzione dell'acqua tra il sangue e il fluido tissutale. Se ciò non basta e la pressione osmotica non viene ripristinata, entrano in gioco meccanismi di regolazione più complessi.

Le pareti dei vasi sanguigni contengono cellule recettoriali sensibili ai cambiamenti della pressione osmotica del sangue. Queste cellule sono chiamate osmocettori. Oltre ai vasi sanguigni, si trovano anche in alcune strutture del cervello, ad esempio nell'ipotalamo (diencefalo). Quando la pressione osmotica del sangue cambia, negli osmocettori si forma un potenziale d'azione, che viene trasmesso lungo le fibre nervose centripete all'ipotalamo e alla corteccia cerebrale. Le vie nervose centrifughe vanno agli organi escretori. Con la partecipazione dei reni, delle ghiandole sudoripare e del tratto gastrointestinale, il rilascio di acqua e sali dal corpo diminuisce o aumenta. Allo stesso tempo, viene regolata l’attività del centro della sete, che provoca un cambiamento nel consumo di acqua e sali da parte dell’animale.

La parte efferente dell'arco riflesso coinvolge spesso l'ipofisi, le ghiandole surrenali, la tiroide e le paratiroidi come collegamenti indipendenti, e i loro ormoni influenzano il rilascio di acqua e singoli minerali dal corpo.

Pertanto, quando la pressione colloido-osmotica del sangue cambia, si attivano i meccanismi neuroumorali, ripristinando rapidamente i normali parametri ematici.

(plasma) e il numero dei suoi elementi formati (cellule del sangue). È un indicatore molto importante dello stato del sangue, determinando il periodo massimo di normale funzionamento del cuore e dei vasi sanguigni.

Proprietà del processo fisiologico
Per la normale circolazione sanguigna, la viscosità del sangue è di grande importanza, poiché è associata alla resistenza che il muscolo cardiaco deve superare durante il lavoro. Durante il giorno si verificano solo lievi fluttuazioni della viscosità del sangue.
La viscosità del sangue aumenta:

• diminuzione della temperatura corporea (raffreddamento);
• basso apporto di liquidi;
• bevendo alcool;
• inalazione di vapori di etere;
• aumento del livello di anidride carbonica nel sangue;
• limitare l'uso del sale da cucina al di sotto dei bisogni fisiologici;
• uso di diuretici;
• uso di diaforetici e antipiretici;
• pasti rari (1-2 volte al giorno);
• mangiare troppo durante un pasto, seguito in particolare dall'assunzione di preparati enzimatici per migliorare la digestione;
• consumo singolo di una quantità significativa di prodotti amidacei (verdure, cereali, pasta e prodotti da forno) o proteici (carne, pesce);
• lungo e duro lavoro.

La viscosità del sangue è ridotta:

• preparati a base di china;
• lavoro moderato a lungo termine;
• alti livelli di ossigeno nel sangue;
• aumento della temperatura corporea;
• bagni caldi;
• acido fosforico.

Tipi di disturbi dei processi fisiologici

1. Ridotta viscosità del sangue. Si osserva in condizioni di ripristino del volume della parte liquida del sangue con una significativa diminuzione del numero dei suoi elementi formati (ad esempio, nella fase di compensazione della quantità di fluido durante la perdita di sangue acuta).
2. Aumento della viscosità del sangue. Si osserva quando il numero di cellule del sangue aumenta rispetto al volume del plasma. Porta a difficoltà nella funzione di trasporto di base del sangue, che causa l'interruzione dei processi redox in tutti gli organi e tessuti: cervello, polmoni, cuore, fegato, reni (che si manifesta con rapido affaticamento, sonnolenza durante il giorno e memoria menomazione).

Malattie
Aumento della viscosità del sangue:

• formazione di coaguli di sangue nei vasi sanguigni e nel cuore (trombosi);
• tromboembolia (intasamento del lume di una nave con un coagulo di sangue);
• insufficienza cardiaca acuta;
• diminuzione o aumento della pressione sanguigna;
• ictus ischemico o emorragico;
• insufficienza polmonare acuta;

Ridotta viscosità del sangue:

• diminuzione della coagulazione del sangue, spesso associata a sindrome emorragica (sanguinamento massiccio);
• anemia.

Creato utilizzando materiali:

1. Blagov O. V., Gilyarov M. Yu., Nedostup A. V. Trattamento farmacologico delle aritmie cardiache / ed. V. A. Sulimova. - M.: GEOTAR-Media, 2011.
2. Zaiko N.N., Byts Yu.V., Ataman AV et al. Fisiologia patologica. Libro di testo per studenti di medicina. - K.: Logos, 1996.