Анализ нарушений кислотно-щелочного состояния

С И С Т Е М А К Р О В И

Внутренняя среда организма – это кровь, лимфа и тканевая жидкость Постоянство внутренней среды (гомеостаз) позволяют организму выживать в самых разных условиях внешней среды.

Особенности крови как ткани: (1) кровь – это жидкая ткань, (2) которая непрерывно движется (3) клетки крови образуются в специальных органах кроветворения и разрушаются в специальных органах кроверазрушения. В систему крови объединяют саму кровь, органы кроветворения, органы кроверазрушения, а также систему нервной и гуморальной регуляции состава крови.

Функции крови – транспортные: (1) дыхательная (транспорт газов), (2) питательная (транспорт питательных веществ), (3) экскреторная (транспорт метаболитов), (4) регуляторная (транспорт гормонов), (5) терморегуляторная, (6) защитная (иммунитет, барьерные функции, свертывание крови).

Состав крови: плазма и форменные элементы (эритроциты, лецкоциты, тромбоциты). Гематокрит – процентное соотношение объемов плазмы и форменных элементов. Определяется путем центрифугирования крови в специальном градуированном капилляре (40-45% форменных элементов, 55-60% плазмы). Состав плазмы: белки (альбумины, глобулины, фибриноген) – 7-8%; минеральные соли – около 1% (основной электролит плазмы – NaCl); глюкоза – 4.4-6.6 ммоль/л и многие другие компоненты.

Количество крови – величина постоянная (примерно 7% от массы тела взрослого человека). Определяется методом разведения индикатора: с помощью меченого альбумина или красителя Эванса определяют объем плазмы и, зная гематокрит, расчитывают объем цельной крови.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ

Вязкость крови – 5 условных единиц (по сравнению с водой). Зависит от количестива форменных элементов и концентрации белков плазмы. (Вязкость плазмы крови около 2 единиц)

Осмотическое давление – 7,6 атмосфер. Зависит от концентрации минеральных солей в плазме крови. Осмотическое давление – это сила, которая обеспечивает движение воды через полупроницаемую мембрану из области с низкой концентрацией солей в область с высокой концентрацией солей. Таким образом, осмотическое давление регулирует распределение воды между внутриклеточным и внеклеточным пространством. Объяснение: (а) 0,9% раствор NaCl имеет такое же осмотическое давление, как и плазма крови, и называется изоосмотическим (изотоническим) раствором. Эритроциты (и другие клетки) в изотоническом растворе сохраняют свои нормальные размеры и форму. (б) Растворы с меньшим осмотическим давлением называются гипоосмотическими (гипотоническими). Эритроциты (и другие клетки) в гипотоническом растворе набухают (клеточный отек), т.к. вода движется через полупроницаемую мембрану в клетку (из раствора с меньшей концентрацией солей в клетку, где концентрация солей выше). (в) Растворы с большим осмотическим давлением называются гиперосмотическими (гипертоническими). Эритроциты (и другие клетки) в гипертоническом растворе сморщиваются т.к. вода движется через полупроницаемую мембрану из клетки.

Постоянство осмотического давления крови регулируется нейро-эндокринными механизмами: осморецепторы печени, крупных сосудов и предсердий, а также центральные осморецепторы в области гипотплпмуса реагируют на изменение осмотического давления крови и тканевой жидкости. Импульсы от рецепторов поступают в гипоталамус (паравентрикулярные и супраоптические ядра). При увеличении осмотического давления увеличивается секреция вазопрессина (АДГ - антидиуретического гормона) и усиливается реабсорбция воды в почках. При уменьшении осмотического давления секреция АДГ тормозится и почки выделяют воду.

Онкотическое давление – часть осмотического давления, которая создается белками плазмы (всего лищь 1/200 часть или 25 мм рт.ст). Белки плазмы не проходят через стенку капилляра, остаются в плазме крови и удерживают воду в капиллярах. Таким образом, онкотическое давление белков плазмы участвует в распределении воды между внутрисосудистым и внесосудистым пространством через стенку капилляра. Объяснение: (А) в артериальном конце капилляра большого круга давление крови (гидростатическое давлние, которое создается сердечными сокращениями) равно 35 мм рт.ст. Оно на 10 мм рт.ст больше, чем онкотическое давление, поэтому в артериальном конце капилляра происходит фильтрация жидкости в интерстициальное пространство (фильтрационное давление = давление крови (35 мм рт.ст) – онкотическое давление (25 мм рт.ст) = 10 мм рт.ст).(В) в венозном конце капилляра давление крови (гидростатическое) уменьшилось до 15 мм рт.ст. и стало на 10 мм рт.ст меньше, чем онкотическое давление белков плазмы. Поэтому в венозном конце капилляра происходит реабсорбция жидкости из интерстициального пространства в капилляр (сила, которая обеспечивает реабсорбцию, = онкотическое давление (25 мм рт.ст) – давление крови (15 мм рт.ст) = 10 мм рт.ст).

Всего в капиллярах большого круга кровобращения происходит фильтрация 20 л за сутки и реабсорбция 18 л жидкости за сутки. Еще 2 л жидкости за сутки удаляется из интерстиция в виде лимфы. Таким гобразом, интерстициальные отеки (накопление жидкости в межклеточном пространстве) могут возникнуть: (1) при увеличении давления крови в капиллярах (застой, сердечная недостаточность); (2) при уменьшении онкотического давления плазмы (выведение белка с мочой, голодание); (3) при нарушении оттока лимфы по лимфатическим сосудам (слоновость); (4) при увеличении проницаемости стенки капилляра (аллергический отек и др.).

Показатель рН – 7.35 – 7.4 (отрицательный логарифм концентрации водородных ионов) – влияет на ход всех биохимических реакций в организме. Сдвиг рН в кислую сторону называется ацидозом, сдвиг в щелочную сторону – алкалозом. Регуляция рН: (1) В крови имеются буферные системы, которые могут связывать водородные и гидроксильные ионы и, таким образом, уменьшать колебания рН (доли секунды); (2) дыхательная система – удаление СО₂ легкими (несколько минут); (3) выделительная функция почек – выведение кислых и щелочных продуктов обмена; самый медленный механизм (часы, дни), но самый мощный. Буферные системы крови: (1) бикарбонатный буфер (угольная кислота и бикарбонат натрия) – буферная система крови; (2) фосфатный буфер (гидрофосфат и дигидрофосфат натрия) – буферная система крови, почечных канальцев, а также внутриклеточная буферная система многих тканей; (3) гемоглобиновый буфер (восстановленный гемоглобин ННв и калиевая соль оксигенированного гемоглобина КНвО₂) – буферная система эритроцитов, самая мощная (75% общей буферной емкости); (4) белковый буфер (амфолитные свойства белков) – буферная система крови, а также внутриклеточная буферная система.

Главные показатели кислотно-щелочного состояния: (1) рН = 7.35-7.4; (2) концентрация бикарбонатов в плазме крови = 24 ммоль/л или ВЕ (buffer excess – избыток оснований) = 0; (3) напряжение СО₂ артериальной крови = 40 мм рт.ст.

Анализ нарушений кислотно-щелочного состояния

р Н а р т е р и а л ь н о й к р о в и

АЦИДОЗ (меньше 7.4) АЛКАЛОЗ (больше 7.4)

дыхательный недыхательный дыхательный недыхательный

рСО₂ >40 pCO₃ < 24 (BE <0) pCO₂ <40 HCO₃ > 24 (BE >0)

почечная легочная почечная легочная

компенсация компенсация компенсация компенсация

HCO₃ > 24 (BE >0) pCO₂ <40 pCO₃ < 24 (BE <0) рСО₂ >40

Э Р И Т Р О Ц И Т Ы

(4-5 х 10¹² в литре крови)

Функции: (1) транспорт кислорода, (3) транспорт углекислого газа, (3) буферные свойства Нв

Форма и размеры: двояковогнутый диск, диаметр 7-7.8 мкм, толщина 2.5 мкм (и 1 мкм в центре). Форма и размеры оптимальны для продвижения эритроцитов через капилляр, а также для обмена (каждая точка внутри эритроцита находится не далее 1 мкм от поверхности клетки, а эффективное диффузионное растояние в жидкостях равно 1 мкм). Содержание гемоглобина: в 1 эритроците 33 пикограмма (140-160 г/л) Регуляция эритропоэза: гипоксия (уменьшение рО₂) – почки – секреция эритропоэтинов – красный костный мозг – увеличение количества эритроцитов (например, у жителей высокогорных районов или у больных с хронической сердечной недостаточностью). Для формирования зрелых эритроцитов необходимы витамины В₁₂ и фолиевая кислота (при некоторых заболеваниях ЖКТ развивается злокачественная анемия). Метаболизм: зрелые эритроциты не имеют ядра, митохондрий, эндоплазматического ретикулума; энергию получают в результате анаэробного гликолиза. Энергия необходима для поддержания нормальных свойств мембраны, активности ионных насосов, нормального 2-х валентного состояния железа в молекулах гемоглобина (3-х валентное железо метгемоглобина не способно переносить кислород). Продолжительность жизни эритроцитов: 120 дней. К этому времени уровень метаболизма в эритроцитах снижается, мембрана становится ригидной и разрушается в капиллярах селезенки (физиологический гемолиз). Гемоглобин из плазмы крови захватывается макрофагами печени (клетки Купфера): глобин расщепляется до аминокислот, железо используется повторно, а порфирин превращается в билирубин и экскретируется в составе желчи.

Л Е Й К О Ц И Т Ы

(4-9 х 10⁹ в литре крови)

Типы клеток: гранулоциты (нейтрофилы – 62%, эозинофилы – 2%, базофилы – 0.4%), моноциты – 6%, лимфоциты – 30%. Гранулоциты, моноциты и часть лимфоцитов образуются в красном костном мозге; часть лимфоцитов образуется в лимфоидной ткани.

Функции: защитная. Гранулоциты и моноциты являются фагоцитами; лимфоциты и плазматические клетки являются частью иммунной системы.

Нейтрофилы – зрелые клетки, 4-8 часов находятся в крови, затем путем диапедеза проходят через стенку капилляра, движутся в тканях со скоростью 40 мкм/сек (как амебы), где существуют до 4-5 дней. Они осуществляют фагоцитоз (от 5 до 20 бактерий) и затем погибают. Моноциты – 10-20 часов находятся в крови, затем становятся тканевыми макрофагами (ретикулоэндотелиальная система). Способны фагоцитировать до 100 бактерий многокрантно в течение многих месяцев и даже лет. 1-ая линия защиты – кожа и подкожные ткани (гистиоциты), легкие (альвеолярные макрофаги), желудочно-кишечный тракт. 2-ая линия защиты – лимфоузлы (макрофаги), печень (макрофаги – клетки Купфера). 3-я линия защиты – селезенка и красный костный мозг (макрофаги).

Эозинофилы – слабая способность к фагоцитозу. Ограничивают распространение местных воспалительных и аллергических процессов. Эффективны в борьбе с глистной инвазией.

Базофилы - слабая способность к фагоцитозу. Участвуют в развитии воспалительных и аллергических процессов, выделяют гепарин (в кровь) и гистамин (в тканевую жидкость). Переселившись в ткани известны как тучные клетки.

Лимфоциты –факторы специфического иммунитета. Т-лимфоциты: (1) клетки иммунной памяти, (2) цитотоксические клетки (киллеры), (3) клетки-хелперы, (4) клетки-супрессоры; В-лимфоциты – клетки, вырабатывающие иммунноглобулины (антитела).

ГРУППЫКРОВИ

Известно более 200 антигенов, основная часть которых находится в эритроцитах, и около 20 систем групп крови. Главной системой является система АВО. Только в этой системе к антигенам эритроцитов (агглютиногенам) А и В в плазме крови имеются постоянные врожденные антитела (агглютинины) альфи и бета. В системе АВО четыре группы крови:

Определение группы крови по системае АВО проводят (а) с помощью стандартных сывороток, приготовленных их плазмы известной группы крови и содержащих естественные природные агглютинины, и (б) с помощью моноклональных антител (анти-А и анти-В)

Система резус (антигены D,C,E,d,c,e из которых самым сильным является D). Резус-положительная кровь (85%) – эритроциты содержат антиген D; резус-отрицательная кровь (15%) – эритроциты не содержат антигена D. Врожденных антител к резус-фактору нет; антитела имеют иммунную природу, т.е. вырабатываются у резус-отрицательного человека при переливании ему резус-положительной крови.

Правила переливания крови: (1) определить группу крови в системе АВО, (2) определить резус-принадлежность, (3) провести пробу на биологическую совместимость крови донора и реципиента. Проба на биологическую совместимость необходима для выявления иммунных антител к другим, более редким антигенам эритроцитов (N,M,P,Левис,Даффи,Кидд и др.). Она проводится (а) in vitro – на фарфоровой тарелке: перекрестная проба при которой эритроциты донора смешивают с плазмой реципиента и эритроциты реципиента – с плазмойдонора; и (б) in vivo – вводя реципиенту небольшой объем донорской крови (10-15 мл) внутривенно.