Склад і властивості плазми крові
Склад плазми. На частку сухої речовини плазми приходиться 8–10%. З них 6,5–8,2% складають білки. У значно меншій кількості в крові містяться небілкові азотисті з’єднання: поліпептиди, амінокислоти, сечовина, сечова кислота, креатин, креатинин, білірубін, індикан. Поліпептидів і амінокислот, що представляють собою продукти розщеплення білка, знаходиться в крові приблизно 4–10 мг% (4–10 мг у 100 м крові). Сечовини в плазмі міститься 10–24 мг%. Кількість її може незначно підвищитися при прийнятті багатої білками їжі чи при значній утраті води організмом, коли концентрация її в плазмі збільшується. Однак у здоровому організмі зрушення у вмісті сечовини в крові бувають короткочасними. Тривале збільшення кількості сечовини в крові, що відмічається при захворюваннях нирок, викликає важкі отруєння.
У плазмі крові міститься 2,7 мг% сечової кислоти. При захворюваннях, що супроводжуються порушенням обміну, кількість її може зростати до 6–8 мг%. Креатин і креатинин містяться в плазмі в незначній кількості: креатинина – 1–2 мг%, креатину – 3–5 мг%. Білірубін, що є продуктом розпаду гемоглобіну, міститься в плазмі ще в меншій кількості – 0,2–1,0 мг%. Усі ці продукти білкового обміну називають залишковим азотом. У плазмі крові його знаходиться від 20 до 40 мг%.
Крім азотистих речовин у плазмі крові є ще цілий ряд безазотистих органічних сполук: глюкоза (100–120л(м%), жири (400–800 мг%), холестерин (100–250 мг%) і ін., а також різні мінеральні речовини, на частку яких приходиться 1 % від сухої речовини плазми. У плазмі містяться катіони Na+, К+, Са++, Mg++ і аніони С1-, НСОз-, НРО4-, Н2РО4-. Особливо великий вміст Na+ (280–350 мг%) і С1- (320–360 мг%). У менших кількостях у плазмі міститься K+ (19,8–20,6 мг%), Са++ (9–11 мг%), Mg++ (1–3 мг%). Йод, бром і залізо містяться в плазмі в дуже малій концентрації (тисячні частки мг%).
У плазмі крові містяться різні ферменти. Одни з них необхідні в процесі згортання крові. Інші розщеплюють живильні речовини. Наприклад, плазма містить амілазу, що діє на вуглеводи, і ліпазу, що розщеплює жири. Завжди в плазмі крові здорової людини присутні різні вітаміни.
Білки плазми. Білки плазми в залежності від їх структури, властивостей і особливостей біологічної дії поділяють на декілька груп: альбуміни, глобуліни, фібриноген і протромбін. Крім цих видів білків, у плазмі розрізняють з’єднання білків з жирами – ліпопротеіни – і складне комплексне з’єднання пропердин.
На долю альбумінів приходиться 50–60% усіх білків плазми. Вони володіють найменшої з усіх білків плазми молекулярною масою. Їх синтез відбувається в печінці.
Глобуліни складають 35–40% від усіх білків плазми. Вони різні за будовою і властивостям, у зв’язку з чим їх поділяють на α1, α2, β і γ-глобуліни. Синтезуються глобуліни в печінці і у всіх елементах ретикуло-ендотеліальної системи.
Фібриногену міститься в плазмі 4% від усіх її білків. Утворюється він у печінці. Молекулярна маса його велика. Він більш чим у два рази важче глобулінів.
Протромбін, що синтезується також у печінці, має меншу, чим фібриноген, але більшу, чим альбумін, молекулярну масу. Його міститься в плазмі 10–20 мг%.
Рис. 66. Згортання крові: 1 – початок згортання; 2 – ущільнення згустку.
Білки крові виконують в організмі різноманітні функцій. Вони регулюють розподіл води між судинною системою і тканинами організму; за рахунок властивих їм буферних властивостей сприяють збереженню на тому самому рівні активної реакції крові; беруть участь у транспорті гормонів, вітамінів, продуктів обміну речовин; виконують захисну функцію. Установлено, що особливо велику роль у боротьбі з чужорідним білком мають глобуліни, які мають назву γ-глобуліни, і пропердин. Глобуліни в плазмі є носіями антитіл.
Пропердин відносять до систем, що створюють в організмі природний імунітет. Він нейтралізує в організмі бактерії і віруси.
Білки плазми забезпечують процес згортання крові.
Згортання крові. Згортанням крові називають процес утворення згустку – тромбу – крові, що складається з плазми і формених елементів. В основі згортання лежить утворення ниток фібрину з білка плазми фібриногену. Здатність крові до згортання є необхідною захисною реакцією, що охороняє організм від крововтрат. У плазмі здорової людини є усі компоненти, необхідні для її здійснення. Вони формують згортаючу систему крові. Однак у нормі в судинній системі процес тромбоутворення не повинний протікати, тому що це привело б до порушення циркуляції крові. У плазмі крові є ряд факторів, що утворюють протизгортаючу систему. Активність однієї та другої системи регулюється рефлекторно і гуморально, що забезпечує тонке пристосування діяльності систем до змін, що відбувають в організмі. В даний час відоме велике число з’єднань, що відносяться до згортаючої системи. Плазміні фактори згортання крові позначають римськими цифрами, а тромбоцитарні – арабськими. Виділяють тринадцять таких факторів: I фактор – фібриноген; II – протромбін; III – тромбопластин; IV– кальцій; V-VIII – фактори, представлені різними глобулінами плазми.
При ушкодженні тканин і розташованих в них судин утворюються плазміний і тканинний тромбопластини. При утворенні плазменного тромбопластина необхідні фактори IV, V, VIII, IX, X, XI, XII і особливий фактор 3, що знаходиться в тромбоцитах. У формуванні тканинного тромбопластина беруть участь фактори IV, V, VII, Х та деякі з’єднання тканин. Під впливом тромбопластина і при участі факторів IV, VII, Х і фактора тромбоцитів 1 протромбін перетворюється в тромбін. Тромбін діє на фібриноген, перетворюючи його у фібрин. Для цієї фази необхідна участь кальцію і тромбоцитарних факторів 2 і 4. Згусток, що утворився, стабілізується фактором XIII. Після утворення згустку відбувається його ущільнення – ретракція – і наступне розщеплення фібрину – фібриноліз.
Обидва процеси відбуваються під впливом спеціальних речовин, наявних у крові.
Фібриноліз відбувається під впливом плазміну, що утворюється з плазміногену плазми при впливі стрептокінази, що також міститься в плазмі. Плазміноген, плазмін, стрептокіназа відносяться до протизгортаючої системи крові. До неї відносять також гепарин, що утворюється в печінці, і цілий ряд різних з’єднань, що відносяться до антитромбінів. При недостатності якого-небудь з факторів згортання і протизгортаючої системи крові чи при порушенні їх регуляції виникають різні патологічні явища, що можуть виявлятися в зменшенні чи в збільшенні здатності згортання крові. Наприклад, відсутність фактора XIII – антигемофільного глобуліну – викликає захворювання гемофілію, що характеризується порушенням процесу згортання крові і виявляється в кровоточивості. Посилена кровоточивість відзначається при недостатності кальцію в організмі. Вивчення факторів згортання і протизгортаючої системи має велике практичне значення. В даний час отримані високо очищенні препарати багатьох з’єднань цих систем, вивчені їх структура і налагоджений серійний випуск.
Фізико-хімічні властивості плазми. Щільність плазми крові дорівнює 1025–1034 кг/м3. Щільність цільної крові більше і складає 1050–1060 кг/м3.
В’язкість плазми у 1,7–2,2, а цільної крові в 5,0 разів більше в’язкості води. Щільність крові і в’язкість її визначається кількістю еритроцитів і білковим складом плазми.
Осмотичний тиск плазми. Якщо відокремити напівпроникною перетинкою дві судини, що містять розчини різної концентрації, то молекули розчинника проходять через цю перегородку в обох напрямках. Однак убік розчину з більш високою концентрацією розчиненої речовини переходить більше число молекул розчинника, чим у зворотному напрямку. Дифузію розчинника через перетинку, що розділяє розчини різної концентрації, називають осмосом. Тиск, який потрібно прикласти до розчину більшої концентрації, щоб процес осмосу припинився, називають осмотичним тиском. Він залежить від концентрації розчиненої речовини. Чим вона вище, тим вищу силу треба прикласти до розчину для припинення дифузії молекул розчинника і тим більше осмотичний тиск даного розчину.
В організмі стінка кровоносної судини являє собою напівпроникну оболонку, по один бік якої знаходиться кров, по інший – тканинна рідина. Осмотичний тиск плазми крові залежить від кількості іонів електролітів, що знаходяться в ній, молекул білка й інших органічних речовин. Він відповідає приблизно 7,6 атм.
Розчини, що мають однаковий осмотичний тиск, називають ізотонічними. Нормальна життєдіяльність клітин може здійснюватися тільки в ізотонічному середовищі. 0,9-відсотковий розчин хлористого натрію ізотонічний крові, тому його називають фізіологічним. Розчини з більшою концентрацією іонів і великим осмотичним тиском називають гіпертонічними, а з меншою концентрацією і меншим тиском – гіпотонічними.
Глюкоза, сечовина й інші органічні сполуки відіграють незначну роль у створенні осмотичного тиску крові, тому що знаходяться в плазмі в меншій кількості, чим солі, і мають у порівнянні з ними дуже велику молекулярну масу. Виключення складають білки плазми, хоча вони обумовлюють менш 1% загальної величини осмотичного тиску крові. Стінки судин легко проникні для електролітів, тому вони знаходяться в крові і тканинній лімфі в однаковій концентрації і не можуть бути причиною осмотичних явищ. Для білків стінки непроникні, і від співвідношення їх концентрації по обидва боки стінки i судини залежить рух води з крові в тканину чи в зворотному напрямку. Якщо вміст білка в крові знижується, як це буває, наприклад, при голодуванні, рідина направляється переважно із судин у тканинну лімфу, і виникають набряки. Осмотичний тиск, який створюється білками крові, одержало назву онкотичного. При тій самій загальній кількості білків воно виявляється більш високим, якщо переважають відносно низькомолекулярні альбуміни, і менш високим, якщо переважають глобуліни, молекулярна маса яких значно більша.
Активна реакція крові визначається співвідношенням гідроксильних і водневих іонів. У практиці кількість останніх, чи водневе число, прийнято виражати логарифмом їх концентрації зі зворотним знаком. Це число називають водневим показником (рН): У середньому рН крові дорівнює 7,36. Зрушення рн нижче 7 і вище 8 небезпечні для життя.
Суміші речовин (наприклад, слабка кислота і її сіль), що охороняють реакцію середовища від змін, тобто підтримуючі сталість рН, одержали назву буферних систем. Найважливіша з них у крові – карбонатна система – складається з вугільної кислоти і її двовуглекислої солі.
В організмі постійно утворюється молочна кислота й інші кислі продукти. Надходячи з клітин у кров, вони витісняють іони натрію і калію з бікарбонатів; в результаті утворюються солі молочної і інших кислот і вільна вугільна кислота, надлишок якої виводиться з організму. Таким чином, відбувається компенсація кислотного зрушення. Істотне значення в підтримці рН крові має фосфатна буферна система, наведена одно- і двозаміщенним фосфорнокислим натрієм. Кислоти, взаємодіючи з двозаміщенним фосфорнокислим натрієм, утворюють відповідні солі й однозаміщений фосфорнокислий натрій, що видаляється із сечею.
Na2HPO4 + Н2СОз = NaHCO3 + NaН2PO4
Буферними властивостями володіють і білки крові, що дають амфотерні реакції внаслідок наявності в їхньому складі кислотних і лужних груп. У кислому середовищі білки зв’язують водневі іони, дисоціюють як основи, а в лужній зв’язують гідроксильні іони, диссоціюють як кислоти. З білків крові найбільшими буферними властивостями володіє гемоглобін. Усі буферні системи крові створюють її лужний резерв.