Онкотическое давление
Часть общего осмотического давления, обусловленная белками, называется коллоидно-осмотическим (онкотическим) давлением плазмы крови. Онкотическое давление равно 25 — 30 мм рт. ст. Это составляет 2 % от общего осмотического давления.
Онкотическое давление в большей степени зависит от альбуминов (80 % онкотического давления создают альбумины), что связано с их относительно малой молекулярной массой и большим количеством молекул в плазме.
Онкотическое давление играет важную роль в регуляции водного обмена. Чем больше его величина, тем больше воды удерживается в сосудистом русле и тем меньше ее переходит в ткани и наоборот. При снижении концентрации белка в плазме крови (гипопротеинемия) вода перестает удерживаться в сосудистом русле и переходит в ткани, развиваются отеки. Причиной гипопротеинемии может быть потеря белка с мочой при поражении почек или недостаточный синтез белка в печени при её повреждении.
Регуляция рН крови
рН (водородный показатель)– это концентрация водородных ионов, выраженная отрицательным десятичным логарифмом молярной концентрации ионов водорода. Например, рН=1 означает, что концентрация равна 10 -1 моль/л; рН=7 — концентрация составляет 10 -7 моль/л, или 100 нмоль/л. Концентрация водородных ионов существенно влияет на ферментативную деятельность, на физико-химические свойства биомолекул и надмолекулярных структур. В норме рН крови соответствует 7,36 (в артериальной крови — 7,4; в венозной крови — 7,34). Крайние пределы колебаний рН крови, совместимые с жизнью, — 7,0—7,7, или от 16 до 100 нмоль/л.
В процессе обмена веществ в организме образуется огромное количество «кислых продуктов», что должно приводить к сдвигу рН в кислую сторону. В меньшей степени в организме накапливаются в процессе метаболизма щелочи, которые могут снизить содержание водорода и сместить рН среды в щелочную сторону — алкалоз. Однако реакция крови при этих условиях практически не изменяется, что объясняется наличием буферных систем крови и нервно-рефлекторных механизмов регуляции.
Буферные системы крови
Буферные растворы (БР) сохраняют устойчивость буферных свойств в определенном интервале значений рН, то есть обладают определенной буферной емкостью. За единицу буферной емкости условно принимают емкость такого буферного раствора, для изменения рН которого на единицу требуется добавить 1 моль сильной кислоты или сильной щелочи на 1 л раствора.
Буферная емкость находится в прямой зависимости от концентрации БР: чем концентрированнее раствор, тем больше его буферная емкость; разведение БР сильно уменьшает буферную емкость и лишь незначительно изменяет рН.
Тканевая жидкость, кровь, моча и другие биологические жидкости являются буферными растворами. Благодаря действию их буферных систем поддерживается относительное постоянство водородного показателя внутренней среды, обеспечивающее полноценность метаболических процессов (см. Гомеостаз). Наиболее важной буферной системой является бикарбонатная система крови.
Бикарбонатная буферная система
Поступающая в кровь в результате обменных процессов кислота (HA) вступает в реакцию с гидрокарбонатом натрия:
Это чисто химический процесс, вслед за которым включаются физиологические регуляторные механизмы.
1. Двуокись углерода возбуждает дыхательный центр, объем вентиляции увеличивается и СО2 выводится из организма.
2. Результатом химической реакции (1) является уменьшение щелочного резерва крови, восстановление которого обеспечивается работой почек: образующаяся в результате реакции (1) соль (NаА) поступает в почечные канальцы, клетки которых непрерывно секретируют свободные водородные ионы и обменивают их на натрий:
Образующиеся в канальцах почек нелетучие кислые продукты (HA) выводятся с мочой, а натрий реабсорбируется из просвета почечных канальцев в кровь, восстанавливая тем самым щелочной резерв (NаHCO3).
Особенности бикарбонатного буфера
1.Самый быстродействующий.
2.Нейтрализует как органические, так и неорганические кислоты, поступающие в кровь.
3.Взаимодействуя с физиологическими регуляторами pH, обеспечивает выведение летучих (легкие) и нелетучих кислот, а также восстанавливает щелочной резерв крови (почки).
Фосфатная буферная система
Эта система нейтрализует поступающие в кровь кислоты (НА) благодаря их взаимодействию с гидрофосфатом натрия.
Образующиеся вещества в составе фильтрата поступают в почечные канальцы, где гидрофосфат натрия и натриевая соль (NaА) взаимодействуют с водородными ионами, а дигидрофосфат выделяется с мочой, освобождающийся натрий реабсорбируется в кровь и восстанавливает щелочной резерв крови:
Особенности фосфатного буфера
1.Емкость фосфатной буферной системы мала в связи с небольшим количеством в плазме фосфатов.
2.Основное назначение фосфатная буферная система приобретает в почечных канальцах, участвуя в восстановлении щелочного резерва и выведении кислых продуктов.
Гемоглобиновая буферная система
HHb (венозная кровь) HHbO2 (артериальная кровь)
Образующаяся в процессе обмена веществ двуокись углерода поступает в плазму, а затем в эритроцит, где под влиянием фермента карбоангидразы при взаимодействии с водой образуется угольная кислота:
В тканевых капиллярах гемоглобин отдает свой кислород тканям, а восстановленная слабая соль гемоглобина вступает в реакцию с еще более слабой угольной кислотой:
Таким образом, происходит связывание водородных ионов гемоглобином. Проходя через капилляры легких, гемоглобин соединяется с кислородом и восстанавливает свои высокие кислотные свойства, поэтому реакция с Н2СО3 протекает в обратном направлении:
Двуокись углерода поступает в плазму, возбуждает дыхательный центр и выводится с выдыхаемым воздухом.
Источник
Осмотическое, гидростатическое и онкотическое давление плазмы крови, их значение в транскапиллярном обмене жидкости.
Осмотическое давление – диффузное давление (термодинамический параметр), характеризующий стремление раствора к понижению концентрации при соприкосновении с чистым растворителем вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя. Осмотическое давление численно равно давлению, которое оказало бы растворённое вещество, если бы оно при данной температуре находилось в состоянии идеального газа и занимало объём, равный объёму раствора.
Осмотическое давление плазмы крови создается растворенными в ней ионами (в основном создается ионами Na и Cl) и равно 304 мОсм/л. Но неионизированные вещества плазмы крови также создают осмотическое давление – так, каждый грамм глюкозы в литре плазмы крови создает давление 5,6 мОсм.
Гидростатическое давление плазмы крови – давление жидкой части крови на стенки сосудов. Гидростатическое давление плазмы крови различна в различных отделах кровеносной системы.
Коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление плазмы крови – осмотическое давление, создаваемое белками плазмы. Онкотическое давление в основном создается альбуминами плазмы. Несмотря на высокое содержание белков в плазме крови достигает (70-80 г/л), их концентрация в ней весьма невелика, около 0,8 ммоль/л, поэтому осмотическое давление, формируемое белками, равно 0,8 мОсм/л.
Однако плазма крови с указанным количеством белков создает осмотическое давление равное 1,3-1,5 мОсм/л. Объясняется это тем, что белки, будучи отрицательно заряженными ионами, удерживают вблизи своих молекул большое число положительно заряженных ионов (катионов, в основном ионов натрия). Эти добавочные катионы увеличивают величину осмотически активных веществ в плазме крови и делают ее осмотическое давление примерно на 50% больше, чем создаваемое только белками (эффект равновесия Даннона).
Значение осмотического, гидростатического и онкотического давления в транскапиллярном обмене жидкости.
Осмотическое, гидростатическое и онкотическое давление являются основными факторами, благодаря которому происходит постоянный обмен водой между плазмой крови и интерстициальной жидкостью.
В артериальном конце капилляров силы, выталкивающие жидкость из сосудов превышают силы, удерживающие жидкость в сосудах:
· капиллярного давления (выталкивает воду из сосуда) – равно 30 мм рт.ст.;
· давление интерстициальной жидкости (выталкивает воду из сосудов) – -3 мм рт.ст.;
· коллоидно-осмотическое давление интерстициальной жидкости (выталкивает жидкость из сосудов) – 8мм рт.ст.;
· коллоидно-осмотическое давление плазмы крови (удерживает жидкость в сосудах) – 25-28 мм рт.ст.
Если суммировать величину всех сил, выталкивающих жидкость из сосудов (капиллярное давление – 30, давление интерстициальной жидкости – 3, коллоидно-осмотическое давление интерстициальной жидкости – 8), то получится величина 41 мм рт.ст., что превышает силу, удерживающего жидкость в сосудах (коллоидно-осмотическое давление плазмы крови – 25-28) на 13-16 единиц.
Таким образом, величина фильтрационного (величина силы, выталкивающего жидкость из сосуда) давления на артериальном конце капилляров составляет 13-16 мм рт.ст. В результате в артериальной части капилляра имеет место выход воды (составляющий 0,5% плазмы крови) в интерстициальное пространство.
А в венозной же части капилляра гидростатическое давление крови снижается до 10 мм рт.ст., при этом сумма сил, выталкивающих жидкость из сосудов (капиллярное давление – 10, давление интерстициальной жидкости – 3, коллоидно-осмотическое давление интерстициальной жидкости – 8) становится меньше силы, удерживающего (онкотическое давление плазмы крови – 25-28 мм рт.ст.) жидкость к капиллярах.
При этом возврат воды из интерстиция в капилляр составляет 90% от объема жидкости, профильтровавшейся в артериальной части капилляра – остальное количество жидкости возвращается из интерстиция в кровоток по лимфатическим сосудам.
Онкотическое давление белков плазмы крови является одним из факторов, обеспечивающим постоянное поступление воды в кровеносные капилляры из тканей. При заболеваниях почек, при которых имеет место потеря альбуминов с мочой (альбуминурия), онкотическое давление плазмы крови резко снижается, жидкость задерживается в тканях и у больного возникают отеки.
Следует отметить, что осмотическое давление влияет не только на распределение воды между кровью и интерстициальной жидкостью, но и между последней и клетками организма.
Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 2721 ;
Источник
Белки плазмы крови, их характеристика и функциональное значение. Онкотическое давление крови и его роль
Белки составляют 7–8 % от сухого остатка (что составляет 67–75 г/л) и выполняют ряд функций. Они отличаются по строению, молекулярной массе, содержанию различных веществ. При увеличении концентрации белков возникает гиперпротеинемия, при уменьшении – гипопротеинемия, при появлении патологических белков – парапротеинемия, при изменении их соотношения – диспротеинемия. В норме в плазме присутствуют альбумины и глобулины. Их соотношение определяется белковым коэффициентом, который равняется 1,5–2,0.
Альбумины – мелкодисперсные белки, молекулярная масса которых 70 000—80 000 Д. В плазме их содержится около 50–60 %, что составляет 37–41 г/л. В организме они выполняются следующие функции:
1. являются депо аминокислот;
2. обеспечивают суспензионное свойство крови, поскольку являются гидрофильными белками и удерживают воду;
3. участвуют в поддержании коллоидных свойств за счет способности удерживать воду в кровеносном русле;
4. транспортируют гормоны, неэтерефицированные жирные кислоты, неорганические вещества и т. д.
При недостатке альбуминов возникает отек тканей (вплоть до гибели организма).
Глобулины – крупнодисперсные молекулы, молекулярная масса которых более 100 000 Д. Их концентрация колеблется в пределах 30–35 %, что составляет около 30–34 г/л. При электрофорезе глобулины распадаются на несколько видов: β1– глобулины, β2-глобулины, β-глобулины, γ-глобулины.
1. Защитная. Связана с наличием иммуноглобулинов – антител, способных связывать антигены. Также они входят в состав защитных систем организма, такие как – системы пропердина и комплемента, обеспечивая неспецифическую резистентность организма. Участвуют в процессах свертывания крови за счет наличия фибриногена, занимающего промежуточное положение между β-глобулинами и γ-глобулинами, являющимися источником фибриновых нитей. Образуют в организме систему фибринолиза, основным компонентом которой является плазминоген.
2. Транспортная. Связана с переносом металлов с помощью гаптоглобина и церулоплазмина. Гаптоглобин относится к β2-глобулинам и образует комплекс с трансферрином, сохраняющим для организма железо. Церулоплазмин является β2-глобулином, который способен соединять медь.
3. Патологическая. Патологические глобулины образуются в ходе воспалительных реакций, поэтому в норме не обнаруживаются. К ним относятся интерферон (образуется при внедрении вирусов), С-реактивный белок, или белок острой фазы (является β-глобулином и присутствует в плазме при тяжелых, хронических заболеваниях).
Функции белков плазмы крови:
1. обеспечивают онкотическое давление крови, от которого в значительной степени зависит обмен воды и растворенных в ней веществ между кровью и тканевой жидкостью;
2. регулируют рН крови благодаря наличию буферных свойств;
3. влияют на вязкость крови и плазмы, что чрезвычайно важно для поддержания нормального уровня кровяного давления;
4. обеспечивают гуморальный иммунитет, ибо являются антителами (иммуноглобулинами);
5. принимают участие в свертывании крови;
6. способствуют сохранению жидкого состояния крови, так как входят в состав противосвертывающих веществ, именуемых естественными антикоагулянтами;
7. служат переносчиками рада гормонов, липидов, минеральных веществ и др.;
8. обеспечивают процессы репарации, роста и развития различных клеток организма.
Онкотическое давление является частью осмотического и зависит от содержания крупномолекулярных соединений (белков) в растворе.Хотя концентрация белков в плазме довольно велика, общее количество молекул из-за их большой молекулярной массы относительно мало, благодаря чему онкотическое давление не превышает 30 мм рт.ст. Онкотическое давление в большей степени зависит от альбуминов (80% онкотического давления создают альбумины), что связано с их относительно малой молекулярной массой и большим количеством молекул в плазме.
Онкотическое давление играет важную роль в регуляции водного обмена. Чем больше его величина, тем больше воды удерживается в сосудистом русле и тем меньше ее переходит в ткани и наоборот. Онкотическое давление влияет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи и всасывание воды в кишечнике.
При снижении концентрации белка в плазме развиваются отеки, так как вода перестает удерживаться в сосудистом русле и переходит в ткани.
Источник