Материал: 1_metodichka_po_khimii

Все биологические жидкости (лимфа, сыворотка и плазма крови) –

растворы, поэтому они обладают коллигативными свойствами. Осмотиче-

ское давление в биологических жидкостях зависит как от растворённых в них минеральных веществ, так и от ВМС (белков, нуклеиновых кислот,

полисахаридов). Осмотическое давление крови человека постоянно и при 37°С составляет 7,4-7,8 атм. (0,74-0,78 МПа). Учитывая это, в меди-

цинской практике во избежание осмотических конфликтов широко ис-

пользуют различные изотонические растворы.

Изотонический раствор – раствор какого-либо вещества в воде, ос-

мотическое давление которого равно осмотическому давлению крови.

Например, 0,85% раствор NaCl, 5% раствор глюкозы. В изотонических растворах эритроциты не изменяют свою форму, т.к. Росм изотонического раствора равно Росм эритроцита, поэтому потоки Н2О в эритроцит и из не-

го уравновешены. Изотонические растворы используют в качестве крове-

заменителей при небольших потерях крови или для внутривенного введе-

ния растворённых в них лекарственных веществ.

Существуют и неизотонические растворы: гипотонические и гипер-

тонические. Раствор, осмотическое давление которого ниже изотоническо-

го, называется гипотоническим. Раствор, осмотическое давление которого выше изотонического, называется гипертоническим.

Введение в организм значительных объёмов неизотонических рас-

творов может привести к осмотическим конфликтам. Росм гипертониче-

ского раствора больше Росм эритроцитов. В результате ток воды направ-

лен из эритроцитов в окружающую среду (в сторону раствора с большей концентрацией). Наступает обезвоживание эритроцитов и, как следствие,

их сморщивание (плазмолиз).

Росм гипотонического раствора меньше Росм эритроцита. В резуль-

тате ток воды направлен в эритроцит из окружающей среды (в сторону раствора с большей концентрацией). Наступает набухание эритроцита и,

как следствие, его разрыв (гемолиз). Тем не менее, неизотонические рас-

71

творы применяют в медицине.

Например:

1.при повышении внутриглазного давления (глаукоме) неболь-

шое количество гипертонического раствора вводят внутривенно, чтобы

«оттянуть» избыточное количество воды из передней камеры глаза и, тем самым, снизить внутриглазное давление;

2.повязки с гипертоническим раствором NaCl (10% водный рас-

твор) используют для лечения гнойных ран – ток раневой жидкости направляется по марле наружу, что способствует постоянному очищению раны от гноя, микроорганизмов и продуктов распада;

3.гипертонические растворы MgSO4 и Na2SO4 используют в ка-

честве слабительных средств, эти соли плохо всасываются в ЖКТ, что вызывает переход Н2О из слизистой в просвет кишечника; в результате,

увеличивается объём кишечного содержимого, раздражаются рецепторы слизистой, усиливается перистальтика, и ускоряется эвакуация кишечного содержимого;

4.введение гипотонических растворов входят в программу лече-

ния гиперосмолярной комы – тяжёлого осложнения сахарного диабета.

Часть осмотического давления, которое обусловлено только раство-

рёнными белками, называется онкотическим давлением. Оно составляет примерно 0,5% от общего осмотического давления и равно 0,04 атм или

30-40 см водного столба.

Биологическое значение онкотического давления состоит в том, что оно поддерживает равновесие между кровью и внеклеточной жидкостью для постоянного обмена питательными веществами и конечными продук-

тами обмена.

Согласно гипотезе Старлинга, в крови, в артериальной и венозной частях капилляров, соотношение между гидростатическим давлением,

обусловленным работой сердца (45 и 15 см водного столба соответствен-

но), и онкотическим давлением (30 см водного столба) различно. Разница

72

давлений одинакова и составляет 15 см водн. ст., но в артериальной обла-

сти преобладает Ргидр, а в венозной области – Ронк.

Таким образом, в артериальной части, где преобладает Ргидр, это способствует выходу безбелковой части плазмы и с ней веществ из крови в межклеточную жидкость. Оттуда питательные вещества поступают в клет-

ки. В венозной части более высокое Ронк вызывает движение тока жидко-

сти и с ней веществ по осмотическому градиенту из клеток окружающих тканей в кровь. Происходит выведение метаболитов и продуктов распада из клеток. В физиологических условиях отток безбелковой части плазмы равен притоку, т.к. разность давлений в артериальной и венозной части одинаковая.

При нарушении этого равновесия может развиваетсяся отёк. Отёк –

накопление внесосудистой жидкости. Одна из причин отёка – гипопротеи-

немия – уменьшение концентрации белков в плазме, ведущая к снижению онкотического давления. Она возникает вследствие длительного голодания

(«голодные отёки»), нарушения синтеза белков для плазмы в печени, поте-

ри с мочой при заболеваниях почек, обширных ожогах и т.п.

3.5. Теория растворов и сильных электролитов. Ионная сила

растворов, коэффициент активности и активность ионов

В водных растворах сильные электролиты практически полностью

73

диссоциированы, в растворе содержится большое количество ионов, рас-

стояние между которыми мало. В результате около каждого иона находят-

ся преимущественно ионы противоположного знака, и образуется так называемая «ионная атмосфера».

Как следствие, возникает эффект уменьшения числа ионов, участву-

ющих в химических процессах. Ионы ориентируются друг относительно друга и поэтому их эффективная концентрация (активность) отличается от истинной.

Под активностью электролита x понимают эффективную концен-

трацию в соответствии с которой он участвует в различных процессах.

Активность связана с истинной концентрацией растворенного веще-

ства: a(x) = f(x)×C(x)

a(x) – активность электролита, моль/л

C(x) – концентрация, моль/л

f(x) – коэффициент активности (величина безразмерная)

Коэффициент активностивыражает отклонение раство-

ра с концентрацией C(x) от поведения раствора при бесконечном разведе-

нии, т.е. в отсутствии межионных взаимодействий.

Если f(x) = 1 – это означает, что движения ионов не ограничены дей-

ствием электростатических сил и a=C.

Если f(x) < 1, то на движение ионов оказывает влияние их электро-

статическое взаимодействие и вместо концентрации C надо подставлять активность a.

Если f(x) = 1 → a(x) = C(x)

Если f(x) < 1 → a(x) < C(x)

Активность (эффективная концентрация) ионов какого-то одного ви-

да из-за их взаимодействия зависит от общего содержания ионов в раство-

ре. Мерой этого общего содержания ионов является ионная сила раство-

ра I

74