Розчини для підтримки життєдіяльності організму

Розчин	Компоненти
NaCl	KCl	CaCl2	NaHCO3	MgCl2	NaH2PO4	Глюкоза
Рідина Рінгера для холоднокровних	0,6	0,01	0,01	0,01	-	-	-
Рідина Рінгера для теплокровних	0,85-0,9	0,02	0,02	0,01	-	-	-
Рідина Локка	0,9	0,02	0,02	0,015	-	-	0,1
Рідина Тіроде	0,8	0,02	0,02	0,01	0,01	0,005	0,1

 

Осмотичний тиск сприяє розподілу води між тканинами, клітинами і кров’ю. Розчини, осмотичний тиск яких дорівнює осмотичному тиску клітин, називаються ізотонічними. Вони не викликають зміни обсягу клітин. Розчини, осмотичний тиск яких вищий за осмотичний тиск вмісту клітин, називаються гіпертонічними. Вони викликають зморщування клітин у результаті переходу частини води з клітин у розчин. Розчини з низьким осмотичним тиском називаються гіпотонічними. Вони викликають збільшення обсягу клітин у результаті переходу води з клітини у розчин.

Незначні зміни сольового складу плазми крові можуть виявитися нищівними для клітин організму (перш за все клітин самої крові) через зміни осмотичного тиску.Частина осмотичного тиску, утворювана білками плазми, складає так званий онкотичний тиск, величина якого дорівнює 0,03 – 0,04 атм або 25 – 30 мм рт. ст. Онкотичний тиск є фактором, що сприяє переходу води з тканин у кров’яне русло. При зниженні величини онкотичного тиску крові відбувається вихід води з судин у інтерстеціальний простір, що призводить до набряку тканин.

Вміст глюкози. В нормальних умовах дорослої людини він дорівнює 100 мг%. Вміст глюкози в крові дітей нижчий, ніж у дорослих, особливо в перші дні життя. Із віком вміст глюкози крові збільшується. Натщесерце в крові у грудної дитини концентрація цукру коливається в межах 70-80 мг%, в більш старшому віці в межах 80-100 мг %, у дітей 12-14 років – до 120 мг%.

Вміст кисню і вуглекислого газу в крові. Артеріальна кров містить 18 – 20% загального об’єму кисню і 50 – 52 % – вуглекислого газу, у венозній крові кисню 12% і вуглекислого газу 55 – 58% загального об’єму.

Кислотно-лужна рівновага крові. Активна реакція крові зумовлена співвідношенням водневих і гідроксильних іонів і є жорсткою константою, оскільки лише при чітко визначеній кислотно-лужній рівновазі можливе нормальне протікання обмінних процесів. Для оцінки активної реакції крові використовують водневий показник або рН крові, що дорівнює 7,36 (артеріальної крові – 7,4, венозної – 7,35). Збільшення концентрації водневих іонів призводить до зрушення реакції крові в кислу сторону, що називається ацидозом. Зменшення концентрації водневих іонів і збільшення концентрації гідроксильних іонів ОН призводить до зрушення реакції в лужний бік, що має назву алкалоз.

У людини, в умовах норми, рН крові зберігається на відносно постійному рівні, що зумовлене наявністю в крові, перш за все, буферних систем: гемоглобінової, карбонатної, фосфатної, білкової. Ці системи нейтралізують значну кількість кислих і лужних речовин, що надходять у кров, і перешкоджають зрушенню рН. Буферні системи є і в тканинах, де вони представлені в основному клітинними білками і фосфатами. У процесі метаболізму кислих продуктів утворюється більше, ніж лужних. Таким чином, небезпека зрушення рН крові в кислу сторону більша. Саме тому буферні системи крові та тканин стійкіші до дії кислот, ніж лугів. Так, для зрушення рН крові в лужний бік необхідно додати до неї в 70 разів більше їдкого натру, ніж до чистої води. Для зрушення рН в кислу сторону необхідно додати до плазми в 300 разів більше соляної кислоти, ніж до води.

Якщо буферні системи нездатні протидіяти зміні рН, то включаються інші механізми. Так, накопичення продуктів метаболізму призводить до подразнення хеморецепторів судин (перш за все судинних рефлексогенних ділянок). Ці структури на ґрунті інформації, що надходить, формують у відповідь реакції, спрямовані на відновлення первинної величини рН. При цьому змінюється діяльність нирок, шлунково-кишкового тракту, в результаті чого з організму видаляється надлишок речовин, які викликали зрушення рН. Наприклад, при ацидозі нирки виділяють більше кислого одноосновного фосфату натрію, а при алкалозі – більше лужних солей. Через потові залози видаляється молочна кислота, а зміни легеневої вентиляції призводять до видалення вуглекислого газу. У регуляції рН обов’язково бере участь гормональна регуляція.

Залучення всіх цих апаратів реакцій призводить до відновлення константи рН. Якщо ж це не відбувається, то формується поведінковий компонент функціональної системи. У результаті відповідної поведінки (вилучення або збільшення вживання кислих або лужних речовин) константа рН повертається до вихідного рівня.

Формені елементи крові. Еритроцити – це червоні без’ядерні елементи крові. Це найчисельніші червоні кров’яні тільця, тривалість життя яких у новонароджених складає 12 днів, на 10-й день життя – 36 днів, а у рік, як і у дорослих – 120 днів. У чоловіків в 1 мкм крові в середньому 5,1 млн еритроцитів (5,1-10¹²/л), а у жінок – 4,5 млн. (4,5-10¹²/л). Кількість еритроцитів у 1 л крові (х10¹²). У новонародженого вона складає 5,8; у 1 місяць – 4,7; з 1 року до 15 років – 4,6, а у 16-18 років досягає значень, характерних для дорослих, - 4,5-5 (рис. 31).

Кількість еритроцитів мінлива. Збільшення їх кількості називають еритроцитозом (еритремією), а зменшення – еритропенією (анемією). Дані варіації можуть мати абсолютний і відносний характер. Абсолютний еритроцитоз – збільшення кількості еритроцитів в організмі – спостерігається при зниженні барометричного тиску (на високогір'ї), у хворих з хронічними захворюваннями легень і серця внаслідок гіпоксії.

Рис. 31. Формені елементи крові

Відносний еритропоез – збільшення кількості еритроцитів в одиниці об'єму крові без збільшення їх загальної кількості в організмі – спостерігається під час згущення крові (при значному потовиділенні, дизентерії, опіках тощо).

У процесі важкої м'язової роботи спостерігається викид еритроцитів із селезінкового кров'яного депо, що також призводить до відносного еритропоезу. Абсолютна еритропенія розвивається внаслідок зниженого утворення, посиленого розпаду еритроцитів або після кровотеч. Під час розрідження крові за рахунок швидкого збільшення рідини в кровотоці виникає відносна еритропенія.

Еритроцити ссавців мають форму двовгнутих посередині дисків. Значення їх діаметрів утворюють криву нормального розподілу, або криву Прайс-Джонса. Діаметр еритроцитів коливається від 7 до 10 мкм (у середньому 7,5 мкм). Через те, що еритроцити мають форму двовгнутої лінзи, їх поверхня більша порівняно з поверхнею шару. Існує кілька форм еритроцитів, тому вони мають відповідні назви: дискоцити, стоматоцити, ехіноцити, мікроцити (якщо їх діаметр менше 7,2 мкм), мегацити (діаметр більше 9,5 мкм).Середній діаметр еритроцита (мкм) у новонароджених – 8,12; у 1 місяць – 7,83; у 1 рік – 7,35; у 3 роки – 7,30; у 5 років – 7,30; у 10 років – 7,36; у 14-17 років (як і у дорослих) – 7,50. Загальна площа поверхні еритроцитів дорослої людини складає близько 3800 м². Особлива форма еритроцитів сприяє виконанню ними специфічних функцій – переносу дихальних газів, тому що при такій формі дифузійна поверхня збільшується, а дифузійна відстань зменшується. Завдяки своїй формі еритроцити мають більшу здатність до зворотної деформації під час проходження через такий же капіляр. Для еритроцитів характерні пластичність і осмотичність (рис. 32).

1. Пластичність. Нормальний еритроцит здатний легко змінювати свою форму під впливом зовнішніх сил. Внаслідок пластичності еритроцитів відносна в’язкість крові в дрібних судинах значно менша, ніж у судинах з діаметром більше 7,5 мкм. Ця властивість еритроцитів зумовлена наявністю в них гемоглобіну А. У процесі старіння пластичність еритроцитів зменшується. Плазмолема еритроцитів складається з чотирьох шарів. Вона має певний заряд (дзетапотенціал) і вибіркову проникність – вільно пропускає гази, воду, іони Н⁺, аніони ОН ^-, Cl^-, НСО₃^-, погано – глюкозу, сечовину, іони К⁺, Na⁺, практично не пропускають більшість катіонів і зовсім не пропускають білки.

2. Осмотичність. Вміст білків в еритроцитах вищий, ніж у плазмі, а низькомолекулярних речовин – нижче. Мембрана еритроцитів пропускає низькомолекулярні речовини, при чому проникність для різних іонів різна. У процесі пригнічення активного транспорту іонів (активно переносяться через мембрану Na⁺ и К⁺: Na⁺ – з клітини, а К⁺ – у клітину) знижується їх трансмембранний концентраційний градієнт.

Осмотичний тиск, утворюваний високою внутрішньоклітинною концентрацією білків, значною мірою компенсується малою концентрацією низькомолекулярних сполук, і тому осмотичний тиск в еритроцитах лише дещо вищий, ніж у плазмі. При розміщенні еритроцита у гіпотонічному розчині він набухає і набуває форми близької до сферичної (сфероцити). Навпаки, у гіпертонічному середовищі еритроцити втрачають воду і зморщуються. Це так званий осмотичний гемоліз.

Гемоглобін – є дихальним ферментом. Молекула гемоглобіну була відкрита Максом Перетцом.

 

Рис. 32. Форма еритроцитів: А – нормального еритроциту;

Б – зморщеного еритроциту, який знаходиться у гіпертонічному

 

Гемоглобін знаходиться всередині еритроцитів, а не в плазмі. За нормою рівень гемоглобіну в чоловіків – 130-160 г/л, а в жінок – 115-145 г/л. Ідеальною кількістю вважається 166,7 г/л (16,67%). У новонароджених кількість гемоглобіну дорівнює 110-145%; на 100 мг крові припадає 17-25 г гемоглобіну. На кінець першого місяця вміст гемоглобіну зменшується. Після 1-го року вміст гемоглобіну і кількість еритроцитів збільшується. У більшості дітей 7-12 років (хлопчиків і дівчат) весною гемоглобіну більше, ніж восени; правда, у деяких дітей кількість гемоглобіну зменшується; збільшення гемоглобіну і еритроцитів пояснюється нестачею кисню внаслідок порушення газообміну.

За хімічною структурою гемоглобін є хромопротеідом. Молекула гемоглобіну має дуже маленькі розміри (висота – 45-50 ангстрем, а ширина – 55-65 ангстрем). Гемоглобін складається з білка глобіну і простетичної групи гема (рис. 33). Його молекула складається з чотирьох субодиниць, кожна з яких містить гем-залізовмісне похідне порфірину (Fe⁺⁺).

У крові людини знаходиться переважно 2 типи гемоглобіну: тип HbA у дорослих і тип HbF (фетальний) у плоду. Гемоглобін може утворювати ряд сполук. Так, гемоглобін, що приєднує кисень, перетворюється в оксигемоглобін – HbO_{2 .}

 

Рис. 33. Гемоглобін: А – молекула гемоглобіну і його формула;

Б – спектри поглинання сполук гемоглобіну

Гемоглобін новонароджених має здатність поглинати кисню більше, ніж гемоглобін дорослих. Це сприяє посиленому обміну і росту малят, особливо в 2 роки, коли кисень поглинається максимально. Із трьох років поглинання кисню відбувається так, як і в дорослих. Насичена киснем кров має яскраво-червоний колір. Якщо оксигемоглобін віддає кисень, то його називають відновленим або дезоксигемоглобіном (Hb). Сполука гемоглобіну з вуглекислим газом – карбгемоглобін (HbСO₂), який транспортує СО₂ з тканин до легень. Гемоглобін може утворювати і патологічні сполуки. Сполука гемоглобіну з чадним газом називається карбоксигемоглобіном (HbСO).

Спорідненість заліза гемоглобіну з СО перевищує його спорідненість з О₂. Тому навіть 0,1% чадного газу в повітрі призводить до перевищення 80% гемоглобіну в HbСO, який не здатний приєднувати О₂, що стає небезпечним для життя. Гемоглобін під впливом сильних окислювачів (анілін, фенацетин, нітрити, нітрати тощо) переходить у патологічну сполуку метгемоглобін (MetHb).

Метгемоглобін містить тривалентне залізо і не може приєднувати О₂, тому порушується транспорт кисню до тканин і може настати смерть.У скелетних м’язах і міокарді знаходиться м’язовий гемоглобін, що має назву міоглобін. Його простетична група ідентична гемоглобіну крові, але білкова частина – глобін – має меншу молекулярну масу. Майже 14% загальної кількості кисню в організмі зв’язує міоглобін людини. Ця властивість міоглобіну відіграє важливу роль у постачанні м’язів, які працюють.

Гемоліз – процес руйнування оболонки еритроцитів, внаслідок якого відбувається вихід гемоглобіну в плазму. Розрізняють декілька видів гемолізу. Осмотичний гемоліз виникає в гіпотонічному середовищі, при цьому кров стає прозорою («лакова кров»). Мірою осмотичної стійкості (резистентності) еритроцитів є концентрація розчину хлористого натрію, при якій починається гемоліз. У людини межі стійкості еритроцитів знаходяться в межах від 0,4% до 0,34% (в розчині такої концентрації руйнуються всі еритроцити). При деяких захворюваннях осмотична стійкість еритроцитів знижується, тобто гемоліз починається при більш високих концентраціях розчину хлористого натрію.

Хімічний гемоліз відбувається під впливом речовин, що руйнують білково-ліпідну оболонку еритроцитів (ефір, хлороформ тощо).

Механічний гемоліз виникає при сильних механічних впливах на кров (наприклад, струшування ампули з донорською кров’ю).

Термічний гемоліз спостерігається при заморожуванні та розморожуванні крові. Руйнування оболонки еритроцитів при цьому відбувається кристаликами льоду.

Біологічний гемоліз виникає під час потрапляння в кров хімічних речовин, що утворюються в живих організмах (під час переливання несумісної крові, під впливом імунних гемолізів, під час дії біологічних отрут, наприклад, при укусі змій, бджіл тощо).

Швидкість осідання еритроцитів (ШОЕ), або реакція осідання еритроцитів.

У дефібринованій крові еритроцити під час відстояння осідають. Це має назву реакція осідання еритроцитів – РОЕ, або в наш час вживається термін швидкість осідання еритроцитів – ШОЕ. Механізм ШОЕ остаточно не встановлений. На його показники впливають величина обсягу еритроцитів (чим дрібніші вони, тим швидше осідають), електричний заряд, співвідношення альбумінів і глобулінів у плазмі й кількість фібриногенів. ШОЕ – один із найдавніших клінічних методів дослідження. У 1920 році Лінценмейер і Вестергрен розробили практичний метод визначення швидкості осідання еритроцитів. Швидкість осідання у здорового чоловіка складає 3-6 мм/год, а в жінки – 7-12 мм/год, у період вагітності може сягати 45 мм/год. ШОЕ залежить від статі, віку, фізіологічного стану (вагітність, менструальний цикл), від процесів травлення, стану нервової системи, а також від часу доби (ввечері – більша, вранці – менша).

Швидкість осідання еритроцитів (ШОЕ) у новонароджених дорівнює 2,5 мм/год, у 1 місяць – 5,0; у 1 рік і старших дітей, як і у дорослих – 7,0-10 мм/год. Така різниця пояснюється тим, що білків у плазмі новонароджених менше, ніж у дорослих (близько 6%). Кількість залишкового азоту в новонароджених підвищена (до 50 мг%).

Анемія – це зменшення кількості та розмірів еритроцитів і вмісту в них гемоглобіну. Якщо концентрація гемоглобіну в крові менша за 11%, то говорять про анемію. Виділяють декілька видів анемії:

1. Нормацитарні (розміри еритроцитів і вміст у них гемоглобіну не змінені, але кількість еритроцитів зменшена).

2. Мікроцитарні та гіперохромні (зі зниженням вмісту гемоглобіну).

3. Серповидна анемія характеризується неправильною формою еритроцитів і порушенням транспорту кисню; ця форма анемії є спадковою тощо. Для хворих на анемію характерні слабкість, швидка втомлюваність.

Лейкоцити - це білі кров’яні клітини, в яких є ядро і цитоплазма. Лейкоцити разом з кровотворною тканиною утворюють білий росток крові або лейкон. Загальна кількість лейкоцитів у крові складає 6–9х10л. Лейкоцити зазнають істотних змін з віком. У 1 літрі крові у новонародженого – 30 х 10⁹ лейкоцитів, у 1 місяць – 12,1 х 10⁹, у 1 рік – 10,5 х 10⁹, у 3-10 років – 8-10 х10⁹, у 14-17 років, як і у дорослих, – 5-8 х10⁹. Таким чином, має місце поступове зниження рівня лейкоцитів.

Збільшення кількості лейкоцитів називається лейкоцитозом, а зменшення – лейкопенією. Розрізняють фізіологічний і реактивний лейкоцитоз (рис. 34).

Фізіологічний лейкоцитоз спостерігається після прийняття їжі, під час вагітності, при м’язовій роботі, сильних емоціях, больових відчуттях. Реактивний лейкоцитоз виникає при запальних процесах та інфекційних захворюваннях. Лейкопенія спостерігається при деяких інфекційних захворюваннях. Неінфекційна лейкопенія пов’язана головним чином з підвищенням радіоактивного фону, вживанням ряду лікарських препаратів тощо.

Усі види лейкоцитів мають амебоподібну рухливість різного ступеню. За наявності певних хімічних подразників лейкоцити можуть проходити через ендотелії капілярів і переміщатися до подразника (мікроба, клітини організму, що розпадається, чужорідного тіла або комплексу антиген – антитіло), при досягненні якого лейкоцит поглинає його (фагоцитує), а потім за допомогою травних ферментів перетравлює його. Крім того, лейкоцити виділяють ряд важливих для захисту організму речовин: антитіла, які мають антибактеріальні і антисептичні властивості, речовини фагоцитарної реакції та гоєння ран. Більшість лейкоцитів (більше 50 %) знаходиться за межами судинного русла, близько 30 % - у кістковому мозку. Очевидно, для лейкоцитів, за винятком базофілів, кров відіграє роль, перш за все, перенощика – вона доставляє їх від місця утворення до тих місць організму, де вони необхідні.

 

Рис. 34. Зміни вмісту лейкоцитів у крові

В залежності від того, має цитоплазма зернистість чи вона однорідна, лейкоцити поділяють на дві групи: зернисті (гранулоцити) і незернисті (агранулоцити).

До зернистих лейкоцитів відносяться: еозинофіли, базофіли, нейтрофіли. До незернистих відносять: лімфоцити і моноцити. У клініці при оцінці кількості лейкоцитів має значення не лише їх загальна кількість, але й відсоткове співвідношення всіх форм лейкоцитів, що отримало назву лейкоцитарної формули (лейкограми). Лейкограма здорової людини характеризується постійністю і має такий вигляд: еозинофілів – 0,5 – 5 % (200 – 300 клітин в 1 мкл крові), базофілів – 0 – 1 % (0 – 65), нейтрофілів – 50 – 75 % (250 – 5800), лімфоцитів – 19 – 37 % (1000 – 3000), моноцитів – 3 – 11 % (90 – 600). Функції окремих форм лейкоцитів різні.

Лейкоцитарна формула має вікові особливості, пов’язані із вмістом нейтрофілів та лімфоцитів. У новонароджених, як і у дорослих, на частку нейттрофілів припадає 68 %, а на частку лімфоцитів – 25 %; на 5-6-й день після народження виникає так званий “перший перехрест” – нейтрофілів стає менше (до 45 %), а лімфоцитів більше (до 40 %). Таке співвідношення зберігається приблизно до 5-6 років (“другий перехрест”). Наприклад, на 2-3 місяць частка нейтрофілів складає 25-27 %, а частка лімфоцитів – 60-63 %. Це вказує на істотне підвищення інтенсивності специфічного імунітету у дітей перших 5-6 років. Після 5-6 років поступово до 15 років співвідношення, характерне для дорослих, відновлюється (табл. 9).

Лейкоцитарна формула крові новонародженої дитини характеризується: 1) поступовим збільшенням кількості лімфоцитів від моменту народження до кінця періоду новонародженя (при цьому на 5-ту добу відбувається перехрест кривих падіння нейтрофілів та підйому лімфоцитів); 2) великою кількістю малосегментованих форм ядер нейтрофілів; 3) великою кількістю юних форм, мієлоцитів, еритробластів; 4) структурною незрілістю та хрупкістю лейкоцитів.

Еозинофіли мають фагоцитарну здатність, але через невелику кількість у крові їх роль у цьому процесі незначна. Основна їх функція полягає в тому, що вони руйнують токсини білкового походження, чужорідні білки і комплекси антиген – антитіло.

 

Таблиця 9