Физико-химические свойства крови

Важнейшими физико-химическими свойствами крови являются окраска, плотность, вязкость, активная реакция, а также осмотическое и коллоидно-осмотическое (онкотическое) давления.

Цвет нормальной крови зависит от степени ее насыщения молекулярным кислородом и может изменяться от ярко-красного (алого) до темно-красного с синеватым оттенком (вишневого). Это связано с тем, что основным пигментом крови является белок гемоглобин. Его свободная от газов форма (дезоксигемоглобин или восстановленный гемоглобин) после связывания молекулярного кислорода в легких превращается в оксигемоглобин (окисленный гемоглобин), придающий крови алую окраску. Снижение степени оксигенации (насыщения кислородом) крови, как правило, сопровождается связыванием части гемоглобина с углекислым газом (образуется карбогемоглобин), что делает кровь темно-красной с синеватым оттенком. Сильные окислители (например, перманганат калия, бертолетова соль и нитриты) превращают оксигемоглобин в метгемоглобин, который теряет способность отдавать ранее связанный кислород и окрашивает кровь в шоколадно-коричневый цвет. При температуре выше 60^оС, гемоглобин денатурирует, а содержащийся в нем гем, превращается в гематин, который придает крови бурую окраску.

Разрушение (гемолиз) эритроцитов в кровеносном русле приводит к выходу гемоглобина в плазму, что придает ей лаковый оттенок. Однако в нормальной крови практически весь гемоглобин находится в эритроцитах, а состарившиеся эритроциты у здоровых животных своевременно разрушаются в селезенке и печени. При этом свободный гемоглобин в плазму не попадает. Следовательно, появление лакового оттенка в крови и полученной из нее плазме свидетельствует о наличии патологического гемолиза.

Его причинами могут являться:

- насасывание крови через узкие иглы, а также ее грубое встряхивание и перемешивание (механический гемолиз);

- резкие изменения температуры крови (термический гемолиз);

- воздействие кислот, щелочей и органических растворителей (химический гемолиз);

- разведение крови растворами с низким или высоким осмотическим давлением (осмотический гемолиз);

- гемолитические яды (например, при отравлениях грибами) и переливание несовместимой группы крови (биологический гемолиз).

Предотвращение гемолиза позволяет получать свободную от гемоглобина плазму крови. В то же время, технология получения пищевых красителей на основе гемоглобина предусматривает обязательный гемолиз. Из 1000 л жидких эритроцитов после гемолиза и сушки получается около 355 кг сухого гемоглобина с остаточной влажностью около 7%.

Вязкость цельной крови в значительной степени зависит от содержания в ней эритроцитов и в норме обеспечивает необходимое для определенной интенсивности кровообращения общее периферическое сопротивление кровеносных сосудов. Именно высокая вязкость крови (выше, чем у воды в 3,4-6,8 раз) способствует замедлению прохождения ее через микрососуды и, тем самым, снижает скорость падения системного артериального давления в период расслабления желудочков сердца. Вязкость плазмы крови в 1,8-2,5 раза выше, чем воды и находится в прямой зависимости, от концентрации растворенных крупномолекулярных белков (преимущественно фибриногена и липопротеидов). Это способствует поддержанию форменных элементов циркулирующей крови во взвешенном состоянии.

С увеличением упитанности скота и его обезвоживании, вязкость плазмы крови возрастает.

Удельный вес (относительная плотность) форменных элементов крови у млекопитающих составляет от 1,080 до 1,090, плазмы 1,027-1,034, сыворотки - 1,024. Поэтому относительная плотность цельной крови составляет от 1,045 до 1,065 и зависит в основном от свойств (например, размеров и концентрации гемоглобина) и содержания в ней форменных элементов. В то же время, плотность плазмы зависит от концентраций растворенных белков и хлористого натрия.

У самцов удельный вес нормальной цельной крови несколько выше, чем у самок, что объясняется различиями в содержании эритроцитов. Кроме того, любое повышение гематокрита (например, из-за потери жидкости в условиях высокой температуры окружающей среды), сопровождается увеличением удельного веса крови.

Важнейшим показателем постоянства свойств крови является ее активная реакция (соотношение концентраций водородных и гидроксильных ионов) выраженная единицами шкалы рН в диапазоне от 1 (сильная кислота) до 14 (сильная щелочь). Большинство обменных реакций нормально протекает в живом организме только при определенных значениях рН. Их отклонение в кислую сторону, названо ацидозом, в щелочную - алкалозом.

У млекопитающих активная реакция крови слабощелочная (таблица 1) и без ущерба для животного колеблется незначительно. Например, рН артериальной крови в норме приблизительно на 0,02 единицы выше, чем в венозной крови. Причем, активные реакции крови ниже 6,8 или выше 7,7, как правило, несовместимы с жизнью.

Постоянство рН в жидких средах организма поддерживается за счет быстрой нейтрализации буферными системами излишних кислых и щелочных продуктов и последующего их удаления. В эритроцитах наибольшую буферную емкость (таблица 6) обеспечивают компоненты гемоглобиновой буферной системы (восстановленный гемоглобин и калийные соли оксигемоглобина). В то же время, в плазме наибольшей мощностью обладает карбонатная буферная система (H₂CO₃/КHCO₃в клетках и H₂CO₃/NaHCO₃ в плазме крови и других внеклеточных жидкостях). Остальная часть буферной емкости крови, преимущественно, обусловлена фосфатной (образована одно- и двузамещенными солями фосфорной кислоты) и белковой (основана на амфотерных свойствах входящих в состав аминокислот) буферными системами.

Таблица 6.

Средние величины относительной эффективности (в %)