Инфузионная терапия - Гуменюк Н.И.
ISBN 966-7619-55-9
Скачать (прямая ссылка):
В клетках и межклеточных жидкостях pH поддерживается на относительно постоянном уровне. В крови величина pH обычно меняется в пределах 7,35-7,45. Это соответствует изменению концентрации водородных ионов не более чем на 30 %. В цитоплазме pH составляет 7,0-7,3, что несколько меньше, чем в крови. В лизосомах концентрация водородных ионов более чем в 100 раз выше по сравнению с концентрацией в цитоплазме.
Краткосрочные колебания pH в организме компенсируются буферными системами. Буферная система представляется собой смесь слабой кислоты и ее солей. Такие системы могут нейтрализовать избыток как ионов ОН", так и Н+ ионов. В обоих случаях прежде всего сдвигается соотношение кислота/основа-
ние, а pH изменяется очень незначительно.
Диффузия веществ
Диффузией называется переход молекул из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией. Этот процесс является выражением хаотического движения молекул. Хотя частицы с одинаковой вероятностью могут двигаться как в одном, так и в другом направлении, выходить из области высокой концентрации будет большее число частиц, чем входить в нее.
При количественном описании диффузии используется коэффициент диффузии. Важная для биологии особенность заключается в том, что значения коэффициента диффузии мало меняются при изменении молекулярной массы. Например, при возрастании молекулярной массы в 104 раза коэффициент диффузии уменьшается всего в 30 раз. Так, для глицина (М = 75) он составляет 95, для аргинина (174) — 58, для цитохрома С (13 000) — 10, а для уреазы (480 000)
- 3,46.
Осмотическое давление и осмотическое равновесие
Если два раствора с разными концентрациями одного и того же вещества разделены мембраной, то между ними возникает химический потенциал.
44
Глава 1
Равновесие между этими двумя растворами может быть достигнуто следующим образом (рис. 21):
1. Свободным (равномерным) распределением растворенных веществ по обе стороны мембраны (если мембрана проницаема для растворенного вещества, но непроницаема для растворителя).
2. Переносом растворителя от разбавленного к концентрированному раствору (если мембрана проницаема для молекул растворителя и непроницаема для молекул растворенных веществ).
3. Давлением на концентрированный раствор, которое доведет его химический потенциал до уровня потенциала разбавленного раствора.
Давление, которое следует оказать на концентрированный раствор для того, чтобы воспрепятствовать переносу растворителя через мембрану, является мерой осмотического давления раствора.
Осмотическое давление прямо пропорционально молярной концентрации растворенного вещества, поскольку оно зависит лишь от числа частиц в растворе и не зависит от их размера и молекулярной массы. Раствор с концентрацией растворенного вещества, равной 1 осм/л, содержит 1 моль (т. е. 6,023*1023) осмотически активных частиц в 1000 мл раствора и имеет осмотическое давление, равное 219 кПа.
Положение равновесия
са>сь /*о+ Р=/*Ь
Рис. 21. Механизмы достижения осмотического равновесия (Са и Сь — концентрация растворов, |Lia и |Иь — ионная сила растворов)
Гомеостазис внутренних сред организма как условие нормальной жизнедеятельности
45
Растворы с одинаковым осмотическим давлением называются изоосмоти-ческими. Два раствора, которые при разделении их полупроницаемой мембраной находятся в осмотическом равновесии без обмена растворителем, называются изотоническими.
Живую клетку, цитоплазма которой отделена от внешней среды плазматической мембраной, легко пропускающей воду, упрощенно можно рассматривать как осмометр. При наличии в окружающем ее растворе вещества, которое не проникает в нее (например, сахарозы), вода диффундирует из области, где ее термодинамическая активность выше, в область, где она ниже. Осмотическая активность клетки определяется суммой осмолярных активностей проникающих и непроникающих ионов и молекул.
Если клетку поместить в раствор с концентрацией растворенных веществ, меньшей (рис. 22), чем осмолярная активность внутри клетки (гипотоническая среда), вода будет поступать в клетку до тех пор, пока не установится равенство осмотических активностей раствора снаружи и внутри. При этом объем клетки увеличивается. Если это увеличение происходит выше предела, определяемого прочностью (эластичностью) плазматической мембраны, то она разрывается.
Если клетку поместить в раствор с концентрацией растворенных веществ, большей, чем осмолярная концентрация внутри клетки (гипертоническая среда), то вода будет выходить из клетки до тех пор, пока не сравняются осмотические активности снаружи и внутри. При этом объем клетки уменьшается. Если клетка находится в изотонической среде, то вода свободно диффундирует через мембрану в обоих направлениях.
Осмотическое давление, связанное с наличием в плазме крови белковых молекул, в медицине принято называть онкотическим. Оно составляет около 30 мм рт. ст., но несмотря на это, имеет важнейшее значение для организма. Капиллярные стенки непроницаемы для белков, и поэтому их осмотическое давление является фактором, препятствующим выходу воды из кровяного потока под влиянием давления крови. Поэтому уменьшение количества белков (главным образом альбуминов) в плазме, например, при длительном голодании, обусловливает переход воды и солей из плазмы в ткани и развитие периферических, так называемых голодных, отеков. Отсюда и название "онкотическое", произошедшее от греческого ояжоІ^ — опухоль, опухлость.
