Физико-химические свойства крови
Плотность цельной крови – 1,050-1,060. Форменные элементы имеют большую плотность - до 1,090, чем плазма – 1,025-1,030. В связи с этим форменные элементы при стоянии оседают (РОЭ).
Вязкость крови в 4,5-6,0 раз, сыворотки в 1,5-2,0 раза больше вязкости воды. Она зависит от концентрации в крови белков, форменных элементов. Так, при недостатке воды, продолжительной тяжелой работе, при поносах, рвоте в крови уменьшается количество воды и повышается ее вязкость, затрудняется продвижение крови по сосудам. Это приводит к обезвоживанию организма, что опасно для жизни. Например, у новорожденных телят диарея, как следствие нарушения питания (холодное молоко, молозиво), авитаминоза (витамин А – кишечный эпителий), повреждения эпителия слизистой (размножение вирусов – короно, рото, энтеровирусов, бактерий – энтеропатогенной кишечной палочки), приводит к поносам, обезвоживанию организма, и телята погибают.
В качестве лечебного воздействия вводят физиологический раствор, чтобы сохранить нормальную вязкость крови. Вязкость крови во многом зависит от количества эритроцитов. Например:
| количество эритроцитов в 1 мм3 крови | относительная вязкость крови |
| 4,7 х 106 6,7 х 106 8,4 x1 06 9,4 х 10б | 6,5 8,1 17,2 21,0 |
карбоната в 6 раз выше, чем в воде.
При различных заболеваниях коллоидная устойчивость крови уменьшается и многие вещества, как известковые соли, холестерол, мочевая кислота и др., выпадают в осадок, откладываются в тканях и органах (известковые соли – в суставах, холестерол – на внутренней поверхности сосудов, мочевая кислота – в виде мочевых камней, желчные кислоты – в виде желчныхкамней).
Осмотическое давление крови зависит от количества электролитов, белков и других растворенных веществ. На осмотическое давление крови наибольшее влияние оказывает концентрация NaCl. Общее осмотическое давление равно 7-8 атм, или в единицах депрессии ∆t = 0,56-0,63.
Постоянство осмотического давления поддерживается поступлением и удалением из крови воды и электролитов. Особенно большую роль в этом играют органы: почки, потовые железы. С мочой удаляется избыток минеральных солей. Осмотическое давление мочи всегда выше, чем крови. Только при тяжелых нарушениях функции почек осмотическое давление мочи может снижаться. Потовые железы удаляют в основном воду, поэтому осмотическое давление пота всегда ниже, чем в крови.
Избыточное количество солей всегда довольно быстро удаляется из организма. Поэтому даже при большом поступлении минеральных солей они быстро удаляются, и осмотическое давление крови быстро возвращается к норме.
Регуляция осмотического давления имеет большое значение для функционирования клеток и тканей, прежде всего эритроцитов. Эритроциты могут функционировать только при определенном осмотическом давлении окружающей их плазмы. Если осмотическое давление плазмы уменьшается, то эритроциты набухают (эндоосмос) и происходит их гемолиз. Если осмотическое давление плазмы выше нормы, то это приводит к плазмолизу эритроцитов. Как гемолиз, так и плазмолиз, нежелательны для организма, т.к. при этом эритроциты теряют способность транспортировать кислород.
Поэтому жидкости для внутривенных вливаний должны быть изотоничными (0,9% NaCl или 5,4% глюкозы).
Белки крови играют важную роль в создании осмотического давления. Давление, которое создается белками, называют
онкотическим или коллоидноосмотическим.
Кровь содержит много белков и благодаря этому имеет высокую диэлектрическую постоянную, и как следствие, – обладает высокой растворяющей способностью.
Белки проявляют свойства коллоидной защиты по отношению к веществам, находящимся в плазме, трудно растворимым, удерживая их в растворенном состоянии. Так, например, в крови растворимость фосфорного кальция в 2 раза, а
Онкотическое давление обеспечивает более высокое давление в крови, чем в межклеточном пространстве, что препятствует выходу воды из сосудов в ткани и регулирует водный обмен между кровью и тканями.
Буферные системы крови
Биохимические процессы в организме животных могут происходить только при строго определенных значениях рН. Даже незначительное изменение рН среды вызывает изменение активности ферментов и нарушение течения биохимических процессов. Смещение рН крови на 0,5 единицы приводит к агонии. Допустимые физиологические колебания рН крови не выше 0,05-0,07 единицы. В процессе жизнедеятельности постоянно образуются промежуточные продукты окисления, в том числе значительное количество CO2. Из пищеварительного тракта всасываются органические кислоты, продукты брожения углеводов. Много кислот образуется в тканях в результате распада и окисления фосфорных эфиров и углеводов, нуклеотидов и других фосфор- и серосодержащих соединений с образованием соответственно H3PO4, H2SO4 . Усиленное образование кислых продуктов происходит при нарушении углеводного, липидного и белкового обмена, когда в крови в больших количествах появляются кетоновые тела (ацетоуксусная и β-оксимасляная кислоты, ацетон).
Постоянно образуются также соединения, имеющие щелочную природу: аммиак, креатин, основные аминокислоты и т.д. Однако кислоты и основания, попадая в кровь, не изменяют рН крови благодаря наличию регуляторных механизмов – буферных систем крови и органов выделения.
Сила буферных систем крови (буферная емкость) весьма велика. Например, для смещения рН крови к ней нужно добавить в 320 раз больше кислоты, чем к такому же количеству воды.
В крови имеются как органические, так и минеральные буферные системы. К органическим буферным системам относятся: гемоглобиновый-оксигемоглобиновый буфер эритроцитов, белки плазмы крови, аминокислоты, органические кислоты и их соли.
К минеральным буферным системам относятся гидрокарбонатный и фосфатный буферы. Гидрокарбонатная буферная система крови состоит из (в соотношении объем % CO2): CO2 – 2,7; H2CO3 – 1; NaHCO3 – 47; Na2CO3 – следы.
Образующиеся в процессе обмена кислоты взаимодействуют с гидрокарбонатом натрия, и в результате образуются соли, а протон водорода связывается с анионом гидрокарбоната, в результате образуется слабо диссоциирующая угольная кислота H2CO3. В легких она разлагается на H2O и CO2. CO2 удаляется из организма с выдыхаемым воздухом:
Второй компонент гидрокарбонатной буферной системы – H2CO3 будет нейтрализовать анионы гидроксила в случае защелачивания:
Для поддержания постоянства рН крови необходим определенный запас гидрокарбоната и других веществ, определяющих щелочной резерв.
Щелочной резерв определяют по методу Ван-Слайка, и выражают количеством выделившегося CO2 в мл на 100 мл плазмы. Количество выделившегося СО2 определяют разрушением H2CO3 более сильной кислотой. При этом выделяется CO2 в норме в %: у лошади 56-80, крупного рогатого скота – 50-67%. Резервную щелочность можно выражать также кислотной емкостью, т.е. количеством щелочи в мг, идущей на титрование избытка кислоты, которую добавляют к крови (расчет ведется на 100 мл крови, выражается в мг% щелочи). Кислотная емкость в мг% составляет в норме: у лошади – 420-640; коров – 540-600; овец – 440-540; свиней – 450-660.
Понижение щелочного резерва – ацидоз наблюдается при кетозах, сердечной недостаточности, рахите и т.д. Ацидоз может быть компенсированным, если нет изменений в рН крови. Если же кислот много и они не могут быть нейтрализованы буферными системами, то рН крови смещается в кислую сторону.
Алкалоз – наблюдается при повышенном содержании гидрокарбонатов, избыток которых выделяется с мочой: при рвоте, гипервентиляции легких, отравлении окисью углерода.
Неорганический фосфатный буфер имеет большое значение в клетках, а в крови занимает незначительное место, т.к. количество неорганических фосфатов крови составляет 3-4 мг%. Органические фосфаты играют большую роль в создании буферной емкости крови.
Буферное действие белков плазмы занимает 10%, гемоглобин эритроцитов обеспечивает 70% буферной емкости крови.
Действие гемоглобина как буфера тесно связано с его функцией в процессе дыхания. Гемоглобин не только выполняет роль переносчика кислорода, но и оказывает существенное влияние на связывание СО2 в тканях и выделение его в легких. Основное количество углекислоты переносится из тканей в легкие при участии катионов эритроцитов (калий), связанных с гемоглобином. Кроме того, углекислота может присоединяться к гемоглобину непосредственно через свободные аминогруппы при помощи карбаминовой связи, при этом образуется карбгемоглобин. Считают, что 15% СО2 переносится в легкие в виде карбгемоглобина.