Меню

Величина осмотического давления крови определяется концентрацией

Электролитный состав плазмы крови. Осмотическое давление крови. Функциональная система, обеспечивающая постоянство осмотического давления крови

К важнейшим электролитам крови относятся Na+, Cl-, K+, HCO3-, и Ca2+. Содержание Na+ и Cl- определяет осмолярность крови, а HCO3- — ее pH

Осмотическое давление крови. Осмотическим давлением называется сила, которая заставляет переходить растворитель (для крови это вода) через полупроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор. Осмотическое давление крови вычисляют криоскопическим методом с помощью определения депрессии (точки замерзания), которая для крови составляет 0,56—0,58°С. Депрессия молярного раствора (раствор, в котором растворена 1 грамм-молекула вещества в 1 л воды) соответствует 1,86°С. Подставив значения в уравнение Клапейрона, легко рассчитать, что осмотическое давление крови равно приблизительно 7,6 атм.

Осмотическое давление крови зависит в основном от растворенных в ней низкомолекулярных соединений, главным образом солей. Около 60% этого давления создается NaCl. Осмотическое давление в крови, лимфе, тканевой жидкости, тканях приблизительно одинаково и отличается постоянством. Даже в случаях, когда в кровь поступает значительное количество воды или соли, осмотическое давление не претерпевает существенных изменений. При избыточном поступлении в кровь вода быстро выводится почками и переходит в ткани и клетки, что восстанавливает исходную величину осмотического давления. Если же в крови повышается концентрация солей, то в сосудистое русло переходит вода из тканевой жидкости, а почки начинают усиленно выводить соли. Продукты переваривания белков, жиров и углеводов, всасывающиеся в кровь и лимфу, а также низкомолекулярные продукты клеточного метаболизма могут изменять осмотическое давление в небольших пределах.

Функциональная система регуляции осмотического давления. Осмотическое давление крови млекопитающих и человека в норме держится на относительно постоянном уровне (опыт Гамбургера с введением в кровь лошади 7 л 5% раствора сернокислого натрия). Все это происходит за счет деятельности функциональной системы регуляции осмотического давления, которая тесно увязана с функциональной системой регуляции водно-солевого гомеостаза, так как использует те же исполнительные органы.

В стенках кровеносных сосудов имеются нервные окончания, реагирующие на изменения осмотического давления (осморецепторы). Раздражение их вызывает возбуждение центральных регуляторных образований в продолговатом и промежуточном мозге. Оттуда идут команды, включающие те или иные органы, например, почки, которые удаляют избыток воды или солей. Из других исполнительных органов ФСОД надо назвать органы пищеварительного тракта, в которых происходит как выведение избытка солей и воды, так и всасывание необходимых для восстановления ОД продуктов; кожу, соединительная ткань которой вбирает в себя при понижении осмотического давления избыток воды или отдает ее последней при повышении осмотического давления. В кишечнике растворы минеральных веществ всасываются только в таких концентрациях, которые способствуют установлению нормального осмотического давления и ионного состава крови. Поэтому при приеме гипертонических растворов (английская соль, морская вода) происходит обезвоживание организма за счет выведения воды в просвет кишечника. На этом основано слабительное действие солей.

Фактором, способным изменять осмотическое давление тканей, а также крови, является обмен веществ, ибо клетки тела потребляют крупномолекулярные питательные вещества, и выделяют взамен значительно большее число молекул низкомолекулярных продуктов своего обмена. Отсюда понятно, почему венозная кровь, оттекающая от печени, почек, мышц имеет большее осмотическое давление, чем артериальная. Не случайно, что в этих органах находится наибольшее количество осморецепторов.

Особенно значительные сдвиги осмотического давления в целом организме вызывает мышечная работа. При очень интенсивной работе деятельность выделительных органов может оказаться недостаточной для сохранения осмотического давления крови на постоянном уровне и в итоге может наступить его увеличение. Сдвиг осмотического давления крови до 1,155% NaCl делает невозможным дальнейшее выполнение работы (один из компонентов утомления).

Общая физиология. Физиологические основы поведения. Высшая нервная деятельность. Физиологические основы психических функций человека. Физиология целенаправленной деятельности. Приспособление организма к различным условиям существования. Физиологическая кибернетика. Частная физиология. Кровь, лимфа, тканевая жидкость. Кровообращение. Дыхание. Пищеварение. Обмен веществ и энергии. Питание. Центральная нервная система. Методы исследования физиологических функций. Физиология и биофизика возбудимых тканей.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Эта тема принадлежит разделу:

Физиология

Общая физиология. Физиологические основы поведения. Высшая нервная деятельность. Физиологические основы психических функций человека. Физиология целенаправленной деятельности. Приспособление организма к различным условиям существования. Физиологическая кибернетика. Частная физиология. Кровь, лимфа, тканевая жидкость. Кровообращение. Дыхание. Пищеварение. Обмен веществ и энергии. Питание. Центральная нервная система. Методы исследования физиологических функций. Физиология и биофизика возбудимых тканей.

Источник

10. Основные показатели: количество крови, гематокрит, вязкость, осмотическое давление, водородный показатель. Органические и неорганические вещества плазмы, их значение

Количество крови в организме:

  • у взрослых 5-6 литров, 6-8% от массы тела;
  • у новорожденных 15% от массы тела.
Читайте также:  Агрегаты высокого давления поршневого типа graco

Часть крови находится в кровяном депо — селезёнка, лёгкие и глубокие сосуды кожи.

При потере 1 литра крови у взрослого человека — состояние не совместимое с жизнью.

Вязкость крови обусловлена наличием в ней белков и красных кровяных телец — эритроцитов. Если вязкость воды принять за 1, то вязкость плазмы будет равна 1,7—2,2, а вязкость цельной крови около 5,1.

Относительная плотность крови зависит от форменных элементов крови. Относительная плотность крови взрослого человека равна 1,050-1,060, плазмы — 1,029-1,034.

Гематокрит. При отстаивании, а ещё лучше при центрифугировании кровь разделяется на два слоя. Верхний слой — слегка желтоватая жидкость, называемая плазмой; нижний слой — осадок тёмно-красного цвета, образованный эритроцитами. На границе между плазмой и эритроцитами имеется тонкая светлая плёнка, состоящая из лейкоцитов и тромбоцитов

Процентное соотношение между плазмой и форменными элементами крови называют гематокритом. У здоровых людей примерно 55% объёма крови приходится на плазму и 45% — на долю форменных элементов. При некоторых заболеваниях, например анемии (малокровии), увеличивается объём плазмы, при других заболеваниях — форменных элементов. Поэтому величина гематокрита может служить одним из показателей при установлении диагноза того или другого заболевания.[1976 Физиология человека]

Осмотическое давление крови равно 7,6 атм. Оно создаётся суммарным числом молекул и ионов. Несмотря на то что белков в плазме 7-8%, а солей около 1%, на долю белков приходится всего 0,03-0,04 атм (онкотическое давление). В основном осмотическое давление крови создается солями, 60% его приходится на долю NaCl. Это объясняется тем, что молекулы белков имеют огромные размеры, а величина осмотического давления зависит только от числа молекул и ионов. Постоянство осмотического давления очень важно, так как гарантирует одно из условий, необходимых для правильного хода физиологических процессов,- постоянное содержание воды в клетках и, следовательно, постоянство их объёма. Под микроскопом это можно наблюдать на примере эритроцитов. Если поместить эритроциты в раствор с более высоким, чем в крови, осмотическим давлением, то они теряют воду и сморщиваются, а в растворе с меньшим осмотическим давлением набухают, увеличиваются в объёме и могут разрушиться. То же самое происходит со всеми другими клетками при изменении осмотического давления в окружающей их жидкости.

Изотонический раствор — это раствор осмотическое давление которого равно давлению крови. Физраствор содержит 0,9% NaCl.

Гипертонический раствор (повышенное давление) — это раствор, осмотическое давление которого выше давления крови. Он приводит к плазмозу клеток. Эритроциты отдают воду и погибают.

Гипотонический раствор (пониженное давление) — при введении приводит к гемолизу (разрушение эритроцитов, сопровождающееся выходом из них гемоглобина).

Гемолиз в организме бывает:

  1. осмотический (от пониженной концентрации соли);
  2. механический (синяки, сильные встряски);
  3. химический (кислоты, щёлочи, наркотики, алкоголь);
  4. физический (при повышенной или при пониженной температуре).

Водородный показатель. В крови поддерживается постоянство реакции. Реакция среды определяется концентрацией водородных ионов, которую выражают водородным показателем — pH. В нейтральной среде pH 7,0, в кислой среде меньше 7,0, а в щелочной — больше 7,0. Кровь имеет pH 7,36, т. е. её реакция слабощелочная. Жизнь возможна в узких пределах смещения pH — от 7,0 до 7,8. Это объясняется тем, что катализаторами всех биохимических реакций являются ферменты, а они могут работать только при определённой реакции среды. Несмотря на поступление в кровь продуктов клеточного распада — кислых и щелочных веществ, даже при напряженной мышечной работе pH крови уменьшается не более чем на 0,2-0,3. Это достигается за счёт буферных систем крови (бикарбонатный, белковый, фосфатный и гемоглобиновый буферы), которые могут связывать гидроксильные (ОН — ) и водородные (Н + ) ионы и тем самым поддерживать реакцию крови постоянной. Выводятся из организма образовавшиеся кислые и щелочные продукты почками, с мочой. Через лёгкие удаляется углекислый газ.[1988 Воробьева Е А Губарь А В Сафьянникова Е Б — Анатомия и физиология: Учебник]

Плазма крови представляет собой сложную смесь белков, аминокислот, углеводов, жиров, солей, гормонов, ферментов, антител, растворённых газов и продуктов распада белка (мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак), подлежащих выведению из организма. Она имеет слабощелочную реакцию (рН 7,36). Основными компонентами плазмы являются вода (90-92%), белки (7-8%), глюкоза (0,1%), соли (0,9%). Состав плазмы характеризуется постоянством.

Белки плазмы делятся на глобулины (альфа, бета и гамма), альбумины и липопротеиды. Значение белков плазмы многообразно.

  1. Очень важную роль играет глобулин, называемый фибриногеном: он участвует в процессе свертывания крови.
  2. Гамма-глобулин содержит антитела, обеспечивающие иммунитет. В настоящее время очищенный γ-глобулин используют для лечения и повышения невосприимчивости к некоторым болезням.
  3. Наличие белков в плазме крови повышает её вязкость, что имеет значение в поддержании давления крови в сосудах.
  4. Белки имеют большую молекулярную массу, поэтому они не проникают через стенки капилляров и удерживают в сосудистой системе определенное количество воды. Таким путём они принимают участие в распределении воды между кровью и тканевой жидкостью.
  5. Являясь буферами, белки участвуют в поддержании постоянства реакции крови.
Читайте также:  Причины высокого внутриглазного давления у женщин

Содержание глюкозы в крови составляет 4,44-6,66 ммоль/л. Глюкоза является основным источником энергии для клеток организма. Если количество глюкозы снижается до 2,22 ммоль/л, то резко повышается возбудимость клеток мозга, у человека появляются судороги. При дальнейшем уменьшении содержания глюкозы человек впадает в коматозное состояние (нарушаются сознание, кровообращение, дыхание) и умирает.[1988 Воробьева Е А Губарь А В Сафьянникова Е Б — Анатомия и физиология: Учебник]

Неорганические вещества плазмы. В состав минеральных веществ плазмы входят соли NaCl, CaCl2, KCl, NaHCO3, NaH2PO4 и др. Соотношение и концентрация Na + , Са 2+ и К + играют важнейшую роль в жизнедеятельности организма, поэтому постоянство ионного состава плазмы регулируется очень точно. Нарушение этого постоянства, главным образом при заболеваниях желёз внутренней секреции, опасно для жизни.

  • катионы в плазме: Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ . ;
  • анионы в плазме: Cl — , HCO3 — .
  • обеспечение осмотического давления крови (на 60% обеспечивается NaCl);
  • обеспечение pH крови;
  • обеспечение определённого уровня чувствительности клеток, участвующих в формировании мембранного потенциала.

Источник

КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ. ОСМОС

Для растворов характерен ряд свойств, обусловленных главным образом общим количеством частиц растворенного вещества в растворе. Такие свойства растворов называются коллигативными. Важным в биологическом плане свойством растворов является осмос.

В природе существуют полупроницаемые мембраны, разделяющие растворы различной концентрации. Мембраны имеют разный размер пор и способны пропускать через себя частицы (молекулы или ионы) соответствующего размера, то есть мембраны обладают избирательностью (селективностью). Большая часть биологических мембран пропускает через поры ионы неорганических веществ, низкомолекулярные частицы органических веществ, но при этом задерживают крупные молекулы высокомолекулярных веществ – белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот, жиров.

Осмос – явление самопроизвольного перехода, то есть диффузии, молекул чистого растворителя через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией вещества.

С точки зрения термодинамики движущей силой осмоса является стремление системы к выравниванию свойств, в данном случае концентрации, по обе стороны мембраны. При этом энтропия системы возрастает, энергия Гиббса уменьшается, химические потенциалы выравниваются, поэтому осмос – самопроизвольный процесс.

Термодинамическое равновесие, наступающее в момент максимального значения осмотического давления называется осмотическим равновесием раствора.

Осмотическим давлением раствора называют величину, измеряемую минимальным гидростатическим давлением, которое нужно приложить к мембране со стороны раствора, чтобы осмос прекратился (т.е. наступило осмотическое равновесие).

Осмос не является свойством раствора или растворителя. Это явление, возникающее в системе при наличии градиента концентрации по обе стороны полупроницаемой мембраны.

Теоретическое выражение для расчета величины осмотического давлення введено в 1887г. Вант-Гоффом. Он предположил, что частицы вещества в растворе ведут себя аналогично молекулам газа и в таком же объеме системы, что позволило ему для оценки состояния системы использовать уравнение Менделеева-Клапейрона:

P V = R Т

Заменив давление (Р) осмотическим давлением раствора π, получим уравнение:

π = RT или

π – осмотическое давление раствора, Па, кПа

m – масса растворенного вещества, г

M – молярная масса вещества, гˑмоль -1

R – универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж ˑмол -1 · К -1

Таким образом, осмотическое давление зависит от концентрации вещества в растворе, температуры и не зависит от природы вещества.

В растворах электролитов осмотическое давление выше, чем осмотическое давление неэлектролита той же концентрации. Это объясняется тем, что электролит диссоциирует на ионы, то есть общее число частиц в растворе увеличивается. Для учета диссоциации электролита Вант-Гофф ввел изотонический коэффициент.

Изотонический коэфициент (i) показывает отношение общего числа частиц (молекул и ионов) в растворе электролита к исходному числу молекул растворенного вещества.

i = , где

Ni – общее число частиц в растворе;

No – исходное число частиц.

Например: АlCl3 ↔ Al +3 + 3Cl -1

1 исх.част. 4 дочерние част.

Для неэлектролитов Ni = N, тогда i = 1.

Для электролитов Ni > N, тогда i > 1.

Величина i зависит от степени диссоциации электролита (α) и числа дочерних частиц (υ):

Для неэлектролитов α = 0, тогда i = 1.

Для сильных электролитов α → 1,

тогда i = 1 + (υ – 1) = υ.

NaCl ↔ Na + + Cl — , α ≈ 1, υ = 2, тогда i = 2.

Читайте также:  Гидроаккумулятор воды реле давления схема давления

АlCl3 ↔ Al 3+ + 3Cl — , α ≈1, υ = 4, тогда i = 4.

Таким образом, уравнение Вант-Гоффа для расчета величины осмотического давления раствора имеет общий вид:

π = RT или π = i С(х) R T

Явление осмоса имеет важное биологическое значение. Благодаря осмосу регулируется поступление воды в клетки и межклеточные структуры, происходит усвоение питательных веществ, распределение их между органами и тканями, выведение продуктов жизнедеятельности. В организме человека величина осмотического давления биологических сред определяется, главным образом, разницей в концентрации ионов K + и Na + внутри клетки и межклеточной жидкости. При этом внутри клетки в 20-40 раз больше ионов K + , а в межклеточной жидкости, наоборот, концентрация ионов Na + в 10-20 раз выше, чем во внутриклеточной жидкости. В итоге, внутри клетки ионов оказывается больше, поэтому вода избирательно всасывается клеткой и создает в ней давление от 4 до 20 атм, что определяет тургор клетки, то есть ее упругость и эластичность.

Осмотическое давление плазмы крови характеризуется достаточным постоянством – при 37 0 C πкр = 740 -780 кПа (7,4 -7,7 атм).

При сравнении величины осмотического давления растворов, различают:

изотонические растворы, имеющие одинаковую величину осмотического давления;

гипертонические растворы – с большей величиной осмотического давления;

гипотонические растворы – с меньшей величиной осмотического давления.

Изотоническими по отношению к плазме крови являются 0,85-0,89% растворы NaCl, а также 4,5 – 5,0% растворы глюкозы. Эти растворы используются внутривенно при больших кровопотерях, для поддержания давления крови и ритма сердечной мышцы.

Гипертонические растворы применяются для снятия отеков, дегидратации организма в том числе при аллергических реакциях (например, внутривенно применяют 10% раствор CaCl2). Для очистки гнойных ран используются гипертонические повязки.

Гипотонические растворы используются для поддержания тургора стенок кишечника (например, раствор Рингер-Локка), в составе глазных витаминных капель, а также в косметологии.

Контрольные вопросы

1. Осмос. Осмотическое давление растворов.

2. Уравнение Вант-Гоффа для электролитов и неэлектролитов.

3. Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Изо-, гипер- и гипотонические растворы. Их применение в медицинской практике.

4. Гемолиз и плазмолиз.

5. Онкотическое давление крови.

Типовые задачи

Задача 1. Вычислить осмотическое давление раствора неэлектролита, в 2 дм 3 которого содержится 0,25 моль вещества при 20 0 С.

Дано: Решение:

Vр-ра = 2 дм 3 = 2·10 -3 м 3  = C(x)·R·T или π = ——— RT

T = 293К  = (0,25 ׃ 2·10 -3 ) · 8,314 · 293 = 3,045·10 5 Па =

R = 8,314 Дж·моль -1 ·К -1 = 304,5 кПа

 — ? Ответ: = 3,045 · 10 5 Па.

Задача 2. При какой температуре (К) осмотическое давление раствора, содержащего 1,5 г хлорида калия в 1 дм 3 раствора, составит 98450 Па?

Дано: Решение
m(KCl) = 1,5 г 1. Для растворов электролитов m(X) π · М· V π = i —————RT => Т = ————— M(X) · Vр i · m · R
Vр = 1 дм 3 = 1·10 -3 м 3
π = 98450 Па
Т = ?
2. Для электролита хлорида калия: KCl  K + + Cl — (  1,  = 2) i(KCl) = 1 + ·( -1) i(KCl) = 1 +1·(2 — 1) = 2 M(KCl) = 74,5 гмоль
3. Определяем температуру: 98450 · 74,5 · 1·10 –3 Т = —————————— = 294,06 К 2 · 1,5 · 8,314
Ответ: Т = 294,06 К

Задача 3. Вычислить массу рибозы С5Н10О5, содержащуюся в 4 дм 3 раствора при 27 0 С, если осмотическое давление раствора рибозы составляет 84802,8 Па.

Дано: Решение:
Vр = 4 дм 3 = 4·10 -3 м 3 1. Определим молярную массу рибозы:
Т = 27 0 С = 300 К M(С5Н10О5) = 12 · 5 + 1 · 10 + 16 · 5 = 150 гмоль
π = 84802,2 Па 2. Определяем массу рибозы: m(X) π · М· V 84802,2 · 150 · 4·10 -3 π = —————RT => m = ————— = —————————- = 20,4г M(X) · Vр R · T 8,314 · 300
m(С5Н10О5) = ?
Ответ: m(С5Н10О5) = 20,4 г.

Задача 4. Сравните величины осмотических давлений растворов, содержащих в 1 дм 3 соответственно 0,02 моль сахарозы (С12Н22О11), NaCl, MgCl2, FeCl3 при 27 0 С.

Дано: Решение:

Vр-ров = 1 дм 3 = 10 -3 м 3  = i·C(x)·R·T, т.е. при одинаковых величинах

n(x) = 0,02 моль С(x) и Т величины осмотических давлений растворов

Вещества: С12Н22О11, NaCl, зависят от величины изотонического коэффициента (i):

i (С12Н22О11) = 1, т.к. для неэлектролитов  = 0,

Сравнить р-ров — ? i(NaCl) = 2

т.е. осмотическое давление будет больше в растворе FeCl3.

Ответ: будет больше в растворе FeCl3.

Дата добавления: 2015-11-20 ; просмотров: 1856 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Adblock
detector