Здоровье человека

Cуспензионное свойство крови

Кровь обладает суспензионными свойствами, так как при движении крови клетки в ней находятся во взвешенном состоянии. Однако, если кровь поместить в какой-либо сосуд, то эти суспензионные свойства нарушаются и клетки крови начинают оседать. Было замечено, что у здоровых людей и больных клетки оседают с разной скоростью. Из этого факта родилась идея использовать скорость оседания эритроцитов (СОЭ) в диагностических целях. Почему эритроцитов? В этих условиях оседают и другие клетки крови. Но эритроциты окрашены, их много и это визуально можно фиксировать. Для определения скорости оседания эритроцитов используется аппарат, предложенный ученым Панченковым. Он состоит из штатива и набора капилляров с нанесенными на них делениями (100). Исследования показали, что у взрослого человека скорость оседания эритроцитов за один час составляет 2-15 мм (мужчины - 2-10 мм, женщины - 2-15 мм). Скорость оседания эритроцитов зависит от многих факторов: количества эритроцитов, температуры окружающей среды, состава плазмы крови и др. Однако, основное значение имеет состав плазмы крови.

Возникает вопрос, каким образом оседают эритроциты? Согласно общепринятой физико-химической теории эритроциты оседают следующим образом. Эритроциты, как и другие клетки крови, несут на своей поверхности отрицательный заряд. Поэтому в силу электростатических закономерностей они отталкиваются друг от друга. Однако белки плазмы крови (глобулин, фибриноген), которые на своей поверхности несут положительный заряд, в силу электростатических закономерностей начинают адсорбироваться на клетках, изменяя их заряд. Поскольку смена заряда клеток происходит неодинаково, то в крови одновременно присутствуют эритроциты, которые поменяли свой заряд на положительный, и те, которые не успели поменять заряд. Между ними наблюдается электростатические взаимодействия, которые приводят к их сближению и слипанию (адгезия), а в последующем к агрегации клеток [комочки]. В виде именно таких комочков эритроциты и начинают оседать. Отсюда следует: чем большее количество эритроцитов образуют комочки, тем они быстрее оседают.

Доказано, что если скорость оседания эритроцитов составляет 1 мм за час, то комочки в среднем состоят из 20-30 эритроцитов. Если же скорость оседания эритроцитов возрастает, например до 75 мм за час, эти комочки состоят в среднем из 60000 эритроцитов. Из всего сказанного следует, что при изменении фракционных отношений между белками крови скорость оседания эритроцитов изменяется. Как известно, такие количественные изменения белковых фракций наблюдается прежде всего при воспалительных процессах (воспаление легких, абсцессы и др.). Именно поэтому ускоренное СОЭ имеет место при этих заболеваниях, хотя оно встречается и при других патологических состояниях организма (онкологические заболевания, ...). Любое ускорение СОЭ свидетельствует о неблагополучии в организме человека, установить причину которого под силу только врачу. Есть лишь единственное состояние здорового человека, которое может привести к ускоренному СОЭ. Это беременность. Низкие цифры СОЭ, как правило, не привлекают внимания врачей ввиду того, что с диагностической точки зрения, они не информативны.

Как было сказано выше, в крови имеются различные минеральные вещества. Поэтому, мы вправе говорить о том, что кровь обладает кислотно-щелочным равновесием, обусловленных наличием протонов водорода (Н⁺)и гидроксильных ионов (OH^-). Активная реакция крови, связанная с кислотно-щелочным равновесием, оценивается по концентрации ионов водорода в плазме крови. Известно, что абсолютная концентрация протонов водорода в крови ничтожно мала (водородное число дистиллированной воды составляет 10^-7,07, крови 10^-7,36), поэтому для оценки активной реакции крови применяется не водородное число, а водородный показатель (рН). В этом случае водородное число логарифмируется и отбрасывается знак “минус”. Таким образом, водородный показатель для дистиллированной воды будет составлять 7,07, для крови 7,36. Из этой цифры следует, что активная реакция крови в норме является слабощелочной. Активная реакция крови относится к жестким константам, так как самые незначительные ее отклонения приводят к нарушению функции ферментативных систем. Физиологические колебания рН, отражающие активную реакцию крови, составляют ±0,02, а предельно допустимые сдвиги рН равны 7,0-7,8. Естественно, возникает вопрос, а существуют ли в организме человека условия, которые могут привести к сдвигу активной реакции крови в ту или иную сторону? Да, такие условия имеют место. Достаточно сказать, что при тяжелой мышечной работе в кровь может поступать до 90 граммов молочной кислоты, которая способна сдвинуть активную реакцию крови в кислую сторону. Реакция крови, однако, не смещается в ту или иную сторону, так как имеются буферные системы, обеспечивающие постоянность pН крови.

Различают два типа буферных систем: органические и неорганические. К неорганическим буферным системам относятся карбонатная и фосфатная. Карбонатная буферная система представлена слабой кислотой и солью этой кислоты с сильным основанием, т.е. H₂CO_з и NaHCO_з, фосфатная NaH₂PO₄ и Na₂HPO₄. Как срабатывает неорганическая буферная система крови? Допустим, что в кровь поступает какая-то кислота, например молочная CH_зCHOHCOOH, то она взаимодействует с бикарбонатом NaHCO_з, в результате образуется соль молочной кислоты и угольная кислота. Последняя легко распадается на воду и углекислый газ. Из организма вода удаляется почками, углекислый газ - легкими. Перед нами типичная реакция нейтрализации, в результате которой образуется молочнокислый натрий, который лишен кислых свойств и не может сдвинуть реакцию крови в кислую сторону. Аналогичным образом в подобном случае срабатывает и фосфатная буферная система. Если же в кровь поступают вещества щелочного характера, то в реакцию вступает угольная кислота карбонатной системы, в результате чего не происходит сдвига в щелочную сторону, так как образуется вещество, теряющее щелочные свойства.

Буферные системы, препятствующие сдвигу активной реакции крови в кислую сторону, являются более мощными чем системы, препятствующие сдвигу активной реакции крови в щелочную сторону (в 300-400 раз), так как образующиеся в процессе обмена в клетках вещества в большинстве случаев имеют кислую природу.

Большое значение в поддержании кислотно-щелочного равновесия имеют белковые буферные системы, которые представлены белками крови и гемоглобином, содержащимся в эритроцитах. Известно, что белки обладают амфотерными свойствами: в щелочной среде они ведут себя как кислоты, а в кислой - как щелочи.

Амфотерные свойства белков связаны с содержанием в них карбоксильных групп (СООН) и аминогрупп (NH₂). Если в кровь поступает протон водорода, который может сдвинуть реакцию крови в кислую сторону, то с ним вступает во взаимодействие аминогруппа, в результате чего протон водорода связывается и теряет свои кислые свойства. Если же поступает группа OH^-, то она связывается с карбоксильным элементом. В результате образуется вода и группа СOО^-.

Большое значение в сохранении кислотно-щелочного равновесия придается гемоглобину. Он выступает в качестве буфера по отношению к угольной кислоте, которой очень много образуется в результате обмена веществ. Гемоглобин как белок способен очень хорошо связывать протон водорода угольной кислоты и лишать его способности сдвигать активную реакцию крови в кислую сторону.

Эту реакцию можно представить следующим образом:

KHbO₂ + H⁺-HCO_з^- = O₂ + KHCO_з + НHb.

Активная реакция крови сохраняется на постоянном уровне благодаря наличию функциональной системы. Однако в этой системе практически не существует воспринимающей части, а если она есть, то может выступать только по отношению к углекислому газу. Вторым звеном этой функциональной системы являются буферные системы. Так, если активная реакция крови сдвигается в кислую сторону, то включаются буферные системы, которые связывают протоны водорода или гидроксильные ионы. Органами-исполнителями являются, в основном, почки, которые образующие продукты обмена выделяют из организма.

Несмотря на наличие в организме мощных буферных систем при определенных состояниях организма могут наблюдаться сдвиги активной реакции крови в кислую или щелочную сторону. Сдвиг реакции раствора или крови в кислую сторону называется ацидозом, в щелочную - алкалозом. Для организма бóльшее значение имеет сдвиг рН в кислую сторону, так как продукты метаболизма в большинстве случаев имеют кислый характер. Различают два вида ацидоза: компенсированный и некомпенсированный. Компенсированный ацидоз - это явление физиологическое. Он встречается в здоровом организме, например, при мышечной работе. При компенсированном ацидозе pН крови не меняется, он остается в пределах 7,36. Однако, при этом уменьшаются щелочные буферные резервы (их становится меньше 60 объемных %). Некомпенсированный ацидоз имеет место только при патологических состояниях. В этом случае наблюдается сдвиг активной реакции крови (pН становится меньше 7,36) вследствие того, что исчерпываются все щелочные резервы – в крови их нет.

Различают так же газовый и негазовый ацидозы. Газовый ацидоз связан с задержкой выделения из организма CO₂, что имеет место при нарушении деятельности дыхательной системы. Негазовый ацидоз связан с накоплением в организме продуктов кислого характера, таких как ацетоуксусная, b-оксимасляная кислота, ацетон, что имеет место, например, при сахарном диабете вследствие нарушения всех видов обмена, приводящих к развитию диабетической комы, от которой больные чаще всего и погибают.