Электролитный состав плазмы крови.
Электролитный состав плазмы важен для поддержания ее осмотического давления, кислотно-щелочного состояния, функций клеточных элементов крови и сосудистой стенки, активности ферментов, процессов свертывания крови и фибринолиза. Поскольку плазма крови постоянно обменивается электролитами с микросредой клеток, содержание в ней электролитов в значительной мере определяет и фундаментальные свойства клеточных элементов органов — возбудимость и сократимость, секреторную активность и проницаемость мембран, биоэнергетические процессы. Содержание основных электролитов в плазме крови, эритроцитах и тканевой микросреде представлено в табл.2.1.
Таблица 2.1. Содержание электролитов в плазме крови, эритроцитах и микросреде тканей (ммоль/л)
Содержание натрия и калия в плазме крови — жесткие гомеостатические константы, зависящие от баланса процессов поступления и выведения ионов, а также их перераспределения между клетками и внеклеточной средой. Регуляция гомеостазиса этих катионов осуществляется изменениями поведения (большее или меньшее потребление соли) и системами гуморальной регуляции, среди которых основное значение имеют ренин-ангиотензин-альдостероновая система и натриуретический гормон предсердий. Жесткой гомеостатической константой является и концентрация кальция в плазме крови. Кальций содержится в двух формах: связанной (с белками, в комплексных соединениях, малорастворимых солях) и свободной, ионизированной (Са++). Основные биологические эффекты кальция обусловлены его ионизированной формой. Содержащийся в плазме крови ионизированный кальций помимо того, что является источником для транспорта внутрь клеток, необходим для обеспечения физико-химических свойств плазменных белков, активности ферментов, например, для реализации механизмов свертывания крови. Регуляция уровня ионизированного кальция в плазме крови осуществляется специальной гуморальной системой, включающей ряд кальций-регулирующих гормонов: околощитовидных желез (паратирин), щитовидной железы (кальцитонин и его аналоги), почек (кальцитриол).
В плазме крови содержится и большое число различных микроэлементов,называемых так из-за очень малых концентраций. Как минимум 15 микроэлементов, содержащихся в плазме крови, например, медь, кобальт, марганец, цинк, хром, стронций и др., играют важную роль в процессах метаболизма клеток и обеспечении их функций, поскольку входят в состав ферментов, катализируют их действие, участвуют в процессах образования клеток крови и гемоглобина (гемопоэзе) и др.
Отдельно по электролитам:
Распределение электролитов в жидких средах организма очень специфично по своему количественному и качественному составу. Из катионов плазмы натрий занимает ведущее место и составляет 93% от всего их количества. Среди анионов следует выделить прежде всего хлор и бикарбонат. Сумма анионов и катионов практически одинакова, т.е. вся система электронейтральна.
Натрий. Это основной осмотически активный ион внеклеточного пространства. В плазме крови концентрация ионов Na+приблизительно в 8 раз выше (132–150 ммоль/л), чем в эритроцитах.
Калий. Концентрация ионов К+ в плазме колеблется от 3,8 до 5.4 ммоль/л; в эритроцитах его приблизительно в 20 раз больше. Понижение содержания калия в сыворотке отмечается иногда при введении больших доз гормонов коркового вещества надпочечников с лечебной целью.
Кальций. В эритроцитах обнаруживаются следы кальция, в то время как в плазме содержание его составляет 2,25–2,80 ммоль/л. Различают несколько фракций кальция: ионизированный кальций, кальций неионизированный, но способный к диализу, и недиализирующийся (недиффундирующий), связанный с белками кальций. Кальций принимает активное участие в процессах нервно-мышечной возбудимости (как антагонист ионов К+), мышечного сокращения, свертывания крови, образует структурную основу костного скелета, влияет на проницаемость клеточных мембран и т.д.
Магний. В организме магний локализуется в основном внутри клетки – 15 ммоль/ на 1 кг массы тела; концентрация магния в плазме 0,8–1.5 ммоль/л, в эритроцитах – 2,4–2,8 ммоль/л. Мышечная ткань содержит магния в 10 раз больше, чем плазма крови. Уровень магния в плазме даже при значительных его потерях длительное время может оставаться стабильным, пополняясь из мышечного депо.
Фосфор. В клинике при исследовании крови различают следующие фракции фосфора: общий фосфат, кислоторастворимый фосфат, липоидный фосфат и неорганический фосфат.
Железо. В цельной крови железо содержится в основном в эритроцитах (около 18,5 ммоль/л), в плазме концентрация его составляет в среднем 0,02 ммоль/л. Ежедневно в процессе распада гемоглобина эритроцитов в селезенке и печени освобождается около 25 мг железа и столько же потребляется при синтезе гемоглобина в клетках кроветворных тканей. В костном мозге (основная эритропоэтическая ткань человека) имеется лабильный запас железа, превышающий в 5 раз суточную потребность в железе. Значительно больше запас железа в печени и селезенке (около 1000 мг, т.е. 40-суточный запас).
Микроэлементы. Обнаруживаемые в тканях, в том числе в крови, в очень небольших количествах (10–6–10–12%) минеральные вещества получили название микроэлементов. К ним относят йод, медь, цинк, кобальт, селен и др. Большинство микроэлементов в крови находится в связанном с белками состоянии. Так, медь плазмы входит в состав церрулоплазмина, цинк эритроцитов целиком связан с карбоангидразой (карбонат-дегидратаза), 65–70% йода крови находится в органически связанной форме – в виде тироксина. В крови тироксин содержится главным образом в связанной с белками форме. Он составляет комплекс преимущественно со специфическим связывающим его глобулином, который располагается при электрофорезе сывороточных белков между двумя фракциями α-глобулина. Поэтому тироксинсвязывающий белок носит название интеральфаглобулина. Кобальт, обнаруживаемый в крови, также находится в белково-связанной форме и лишь частично как структурный компонент витамина В12. Значительная часть селена в крови входит в состав активного центра фермента глутатионпероксидазы, а также связана с другими белками.
Осмотическое давление.
Различные соединения, растворенные в плазме и форменных элементах крови, создают в них осмотическое давление. Мембраны форменных элементов, стенок сосудов являются полупроницаемой. Все они хорошо пропускают воду, значительно хуже ионы и молекулы различных веществ. В норме осмотическое давление плазмы крови составляет около 7,5 атм (5700 мм рт. Ст., или 762 кПа). Осмотическая активность плазмы составляет около 290 мосм / л.
Величина осмотического давления определяется концентрацией растворенных молекул, а не их размерами. Большая часть (примерно 99,5%) ионов плазмы - неорганические ионы. От их концентрации и зависит величина осмотического давления. На белки плазмы приходится лишь 0,03-0,04 атм (25-ЗО мм рт. Ст.) давления. Но давление, созданное белками, играет важную роль в регулировании распределения воды между плазмой и тканями. Поэтому эту часть давления выделяют отдельно, называя его онкотическим давлением. Осмотическое и онкотическое давление обеспечивает водный обмен между средами организма. Они влияют также на обмен воды между плазмой крови и форменными элементами. При нарушении осмотического или онкотического давления в плазме могут изменяться функция клеток крови и продолжительность их жизни. Так, при снижении осмотического давления плазмы вода будет поступать в клетки крови, при достижении предела растяжимости приведет к разрыву их оболочки - осмотического гемолиза. Напротив, повышение осмотического давления плазмы вызывает выход воды из клеток, потерю упругости, сморщивание их. Это также негативно сказывается на жизнедеятельности клеток и может привести к разрушению их макрофагами тканей.
