Механические свойства биологических тканей

Впервые положение о постоянстве внутренней среды организма сформулировал  более 100 лет тому назад физиолог Клод Бернар. Он пришел к заключению, что «постоянство внутренней среды  организма есть условие независимого существования», т.е. жизни, свободной  от резких колебаний внешней среды.

В 1929 г. Уолтер Кэннон ввел термин гомеостаз. В настоящее время под гомеостазом понимают как динамическое постоянство внутренней среды организма, так и регулирующие механизмы, которые обеспечивают это состояние. Главная роль в поддержании гомеостаза принадлежит крови. В 1939 г. Г.Ф. Ланг создал представление о системе крови, в которую он включил периферическую кровь, циркулирующую по сосудам, органы кроветворения и кроверазрушения, а также регулирующий нейрогуморальный аппарат.

Объем и физико-химические свойства крови

Объем крови – общее количество крови  в организме взрослого человека составляет в среднем 6 – 8% от массы  тела, что соответствует 5 – 6 л. Повышение общего объема крови называют гиперволемией, уменьшение – гиповолемией.

Относительная плотность крови – 1,050 – 1.060 зависит  в основном от количества эритроцитов. Относительная плотность плазмы крови – 1.025 – 1.034, определяется концентрацией  белков.

Вязкость  крови – 5 усл. ед., плазмы – 1,7 – 2,2 усл. ед., если вязкость воды принять за 1. Обусловлена наличием в крови  эритроцитов и в меньшей степени  белков плазмы.

Осмотическое  давление крови – сила, с которой  растворитель переходит через полунепроницаемую  мембрану из менее в более концентрированный  раствор. Осмотическое давление крови  вычисляют криоскопическим методом  путем определения точки замерзания крови (депрессии). Оно обусловлено растворенными в ней осмотически активными веществами, главным образом неорганическими электролитами, в значительно меньшей степени – белками. Около 60% осмотического давления создается солями натрия (NаСl).

Осмотическое  давление определяет распределение  воды между тканями и клетками. Функции клеток организма могут  осуществляться лишь при относительной  стабильности осмотического давления. Если эритроциты поместить в солевой  раствор, имеющий осмотическое давление, одинаковое с кровью, они не изменяют свой объем. Такой раствор называют изотоническим, или физиологическим. Это может быть 0,85% раствор хлористого натрия. В растворе, осмотическое давление которого выше осмотического давления крови, эритроциты сморщиваются, так  как вода выходит из них в раствор. В растворе с более низким осмотическим давлением, чем давление крови, эритроциты набухают в результате перехода воды из раствора в клетку. Растворы с  более высоким осмотическим давлением, чем давление крови, называются гипертоническими, а имеющие более низкое давление – гипотоническими.

Кислотно-основное состояние крови (КОС). Активная реакция  крови обусловлена соотношением водородных и гидроксильных ионов. Для определения активной реакции  крови используют водородный показатель рН – концентрацию водородных ионов, которая выражается отрицательным  десятичным логарифмом молярной концентрации ионов водорода. В норме рН – 7,36 (реакция слабоосновная); артериальной крови – 7,4; венозной – 7,35. При различных  физиологических состояниях рН крови  может изменяться от 7,3 до 7,5. Активная реакция крови является жесткой  константой, обеспечивающей ферментативную деятельность. Крайние пределы рН крови, совместимые с жизнью, равны 7,0 – 7,8. Сдвиг реакции в кислую сторону называется ацидозом, который  обусловливается увеличением в  крови водородных ионов. Сдвиг реакции  крови в щелочную сторону называется алкалозом. Это связано с увеличением  концентрации гидроксильных ионов  ОН и уменьшением концентрации водородных ионов.

В организме  человека всегда имеются условия  для сдвига активной реакции крови  в сторону ацидоза или алкалоза, которые могут привести к изменению  рН крови. В клетках тканей постоянно  образуются кислые продукты. Накоплению кислых соединений способствует потребление белковой пищи. Напротив, при усиленном потреблении растительной пищи в кровь поступают основания. Поддержание постоянства рН крови является важной физиологической задачей и обеспечивается буферными системами крови. К буферным системам крови относятся гемоглобиновая, карбонатная, фосфатная и белковая.

Буферные  системы нейтрализуют значительную часть поступающих в кровь  кислот и щелочей, тем самым препятствуя  сдвигу активной реакции крови. В  организме в процессе метаболизма  в большей степени образуется кислых продуктов. Поэтому запасы щелочных веществ в крови во много раз  превышают запасы кислых, Их рассматривают  как щелочной резерв крови.

Поддержание рН осуществляется также с помощью  легких и почек. Через легкие удаляется  избыток углекислоты. Почки при  ацидозе выделяют больше кислого  одноосновного фосфата натрия, а  при алкалозе – больше щелочных солей: двухосновного фосфата натрия и бикарбоната натрия.

Свертывающие механизмы

Свертывание крови – это жизненно важная защитная реакция, направленная на сохранение крови в сосудистой системе и предотвращающая гибель организма от кровопотери при травме сосудов.

Основные  положения ферментативной теории свертывания  крови были разработаны А. Шмидтом более 100 лет назад.

В остановке  кровотечения участвуют: сосуды, ткань, окружающая сосуды, физиологически активные вещества плазмы, форменные элементы крови, главная роль принадлежит  тромбоцитам. И всем этим управляет  нейрогуморальный регуляторный механизм.

Физиологически  активные вещества, принимающие участие  в свертывании крови и находящиеся  в плазме, называются плазменными  факторами свертывания крови. Они  обозначаются римскими цифрами в  порядке их хронологического открытия. Некоторые из факторов имеют название, связанное с фамилией больного, у  которого впервые обнаружен дефицит  соответствующего фактора.

Методы  определения вязкости жидкостей

Определение вязкости биологических жидкостей  и, особенно, вязкости крови имеет  существенное диагностическое значение. Разнообразные приборы, применяемые  для этой цели называют вискозиметрами. Они подразделяются на два основных типа: капиллярные и ротационные.

В капиллярных  вискозиметрах (вискозиметр Оствальда, Гесса) вязкость оценивается по объему жидкости, протекающему в единицу времени через капиллярную трубку под действием перепада давлений. Зная геометрические параметры капилляра, величину вязкости ньютоновских жидкостей можно расчитать по уравнению Пуазейля.

Для определения вязкости неньютоновских жидкостей (в частности, крови) предпочтительнее использовать ротационные вискозиметры. В них исследуемая жидкость помещается в зазор между двумя вращающимися цилиндрами. При этом измеряют угол поворота внутреннего цилиндра, определяют угловую скорость, а затем вязкость. Достоинством такого метода является возможность определять не только значение вязкости, но и ее зависимость от скорости сдвига.