Обычно среда между клетками гипотоническая у. Гипотонический раствор натрия хлорида. Использование при ЛОР-заболеваниях
В этой статье: описание гипертонического раствора, что это такое, почему раствор так называется, его виды. Механизм воздействия при различных патологиях, как и когда можно сделать раствор самостоятельно и применять его.
Дата публикации статьи: 07.04.2017
Дата обновления статьи: 29.05.2019
Гипертоническим раствором соли (натрия хлорида) называется жидкость с концентрацией основного вещества выше 0,9%. Для понимания того, откуда происходит название «гипертонический», необходимо разобрать основы нормальной физиологии клетки и окружающего ее вещества.
Жидкость – основная часть содержимого клетки и окружающего ее пространства, в ней растворены все вещества, необходимые для поддержания нормальной функции. Обмен содержимым идет по разнице давлений жидкостей. В физиологических условиях нормальное давление жидкости в клетках и межклеточном веществе поддерживается ионами натрия хлорида в концентрации 0,9%, такой же процент и в плазме крови человека. Если количество вещества внутри и снаружи клетки равно – перехода ионов нет, при его изменении – ионы движутся в сторону с меньшей концентрацией, поддерживая равновесие. Таким образом, 0,9% раствор хлорида натрия или соли называют физиологическим или изотоническим (по отношению к плазме крови), а любой раствор большей концентрации – гипертоническим.
Данный раствор – официальный лекарственный препарат, широко используемый в медицинской практике в разных концентрациях:
- 1–2% для полоскания, промывания носовых ходов и горла (оториноларингология);
- 2–5% для промывания желудка (экстренная медицина);
- 5–10% для лечения инфицированных ран (гнойная хирургия), а так же для стимуляции отхождения стула при запорах (терапия, послеоперационный период);
- 10% для лечения и при нарушении выделения мочи (экстренная и неотложная медицина).
Учитывая показания, для лечения и профилактики раствор могут рекомендовать или назначать врачи нескольких специальностей: терапевты, оториноларингологи, хирурги, реаниматологи, нефрологи.
Показания для применения и механизм действия
В зависимости от вида патологического процесса и способа применения, используют разные концентрации препарата. Некоторые пути использования требуют лишь аптечную (стерильную) форму лекарственного средства, для других подойдет самостоятельное приготовление. Прежде чем перейти к домашним рецептам, нужно подробно рассмотреть, как и какое лекарственное средство использовать.
1–2% раствор соли
Показания: инфекционно-воспалительные заболевания слизистых оболочек носовых ходов, гайморовых пазух, ротовой полости (ринит, гайморит, тонзиллит, фарингит, стоматит), а так же – оперативные вмешательства и травмы в этой зоне.
Действие: подавляет рост микроорганизмов, уменьшает отек тканей и болевой синдром.
Применение: промывать нос или полоскать рот и горло каждые 4 часа в острый период заболевания. Длительность использования составляет 3–5 дней в зависимости от клинических проявлений.
2–5% раствор соли
Показания: промывание желудка при попадании внутрь ляписа (азотнокислого серебра).
Действие: вступая в химическую реакцию, гипертонический раствор соли нейтрализует кислоту путем образования безопасного хлорида серебра, который выводится через кишечник в неизмененном виде.
Применение: использовать в первые минуты после попадания ляписа внутрь, если пострадавший не может пить самостоятельно, вводить через желудочный зонд. Общий объем до 500 мл в зависимости от количества проглоченного азотнокислого серебра.
5–10% раствор соли
Показания:
- инфицированные раны с обильным гнойным отделяемым;
- длительное отсутствие стула, в том числе после оперативного лечения органов живота.
Действие:
- обладает выраженным противомикробным эффектом, уменьшает отек и воспаление в гнойном очаге, снижает болевой синдром;
- в ампуле прямой кишки раствор раздражает слизистую оболочку и увеличивает выход жидкости в просвет, размягчая каловые массы и стимулируя дефекацию.
Применение:
- перевязки с обильно смоченными в препарате салфетками 2–3 раза в сутки (кратность зависит от выраженности гнойно-воспалительных изменений);
- микроклизмы (общий объем до 200 мл) 1–2 раза в первой половине дня.
10% раствор соли
Показания:
- внутренние и наружные кровотечения с большим объемом кровопотери;
- острая недостаточность функции почек в стадии резкого снижения или полного отсутствия выделения мочи почками (олиго- и анурия).
Действие:
- увеличивает объем плазмы крови за счет стимуляции выхода жидкости из межклеточного пространства в сосуды;
- восстановление недостатка ионов натрия и хлора на фоне нарушенного водно-электролитного баланса.
Применение: медленное, внутривенное введение общим объемом до 10–20 мл.
Противопоказания и негативные эффекты
Гипертонический раствор – универсальное медицинское средство с минимальным количеством противопоказаний:
Противопоказание для местного применения (промывания, полоскания, перевязки, микроклизмы) – индивидуальная непереносимость (аллергические реакции любого типа).
Противопоказания для внутривенного введения:
- индивидуальная непереносимость;
- при отсутствии выделения мочи – только по строгим лабораторным показаниям (снижение в плазме крови ионов хлора, натрия и повышение содержания калия);
- при больших кровопотерях в настоящее время используют редко – только при условии дефицита лекарственных препаратов для восстановления объема циркулирующей плазмы (в связи с необходимостью введения больших объемов раствора для адекватной поддержки работы сердца и циркуляции крови, что в свою очередь приводит к электролитным нарушениям, усугубляя состояние пациента).
Жжение, или даже легкая болезненность в области раневой поверхности при нанесении салфетки с раствором – нормальная реакция и не требует его отмены. Неприятные ощущения проходят при регулярном использовании.
Абсолютно противопоказано введение лекарственного препарата под кожу и внутримышечно – в месте инъекции развивается омертвение тканей.
Введение большого объема раствора через желудок или внутривенно приведет к развитию гипернатрии- и гиперхлоремии (превышению физиологической концентрации ионов в крови). Клинические проявления включают: жажду, нарушение сознания, судороги. При крайней степени развивается кома и мозговое кровотечение.
Самостоятельное приготовления
Для применения с целью промывания слизистых носовых ходов, ротовой полости, горла, стимуляции отхождения стула и очищения гнойных ран можно приготовить гипертонический раствор в домашних условиях. Сделать самостоятельно стерильный лекарственный препарат для внутривенного введения нельзя, как и вводить данное средство на дому без назначения врача.
Аптечная форма лекарственного средства выпускается во флаконах объемом 200 и 400 мл, для разведения используется только дистиллированная вода и расчет сухого вещества идет на 1 литр. Для местного применения подойдет обычная кипяченая вода, охлажденная до температуры 35–37 градусов (такая температура для ускорения растворения) и обычная поваренная соль из кухни.
Как приготовить гипертонический раствор в пересчете на 200 мл воды (объем граненого стакана до ободка):
Хранение домашнего раствора не требует специальных условий – антимикробная активность препятствует размножению бактерий. Срок годности ограничен кристаллизацией соли (легко определить «на глаз»).
В заключении можно отметить, что соляной раствор в лечении гнойно-воспалительных процессов в ряде случаев с успехом заменяет дорогие лекарственные препараты местного применения.
Потеря жидкости организмом называется обезвоживанием
, или дегидратацией
. Дегидратация бывает физиологической (потовыделение) и патологической (диарея, кровотечение и др.). Восполнение объема жидкости называют регидратацией
, и ее могут проводить в экстренном порядке внутривенным введением больших объемов разных растворов, крови и плазмы крови, а также постепенно путем принятия жидкостей во внутрь. Другие пути введения жидкостей практикуются реже.
Во многих источниках написано, что во время простуды, особенно сопровождающейся высокой температурой тела, необходимо принимать большое количество жидкости. Но это не совсем точное утверждение, и на фоне борьбы организма с инфекцией, большая водная (жидкостная) нагрузка может нанести вред.
Что важно помнить до того, как начать дополнительный прием жидкости? Несколько азов водно-солевого обмена, о чем речь пойдет дальше.
Вы окажетесь совершенно правы, если вспомните всем известный постулат, что человеческий организм состоит из 75-80% воды, но такое количество воды только у новорожденных и маленьких детей. В теле взрослого человека имеется от 60 до 65% (мужчины) и от 50 до 60% (женщины) воды. В старшем возрасте процентное содержание воды незначительно понижается. Около 85% мозга состоит из жидкости, а в костной ткани имеется только 10-15% воды.
Из всей воды, содержащейся в организме, 60% ее находится внутри клеток (в цитоплазме и ядре), остальная вода находится вне клеток (экстрацеллюлярно). В кровеносных и лимфатических сосудах имеется около 20% оставшейся жидкости, а остальные 80% –
это жидкость желудочно-кишечного тракта и межклеточная жидкость.
Клеточная мембрана, как и клетки, не является водорастворимой, но одновременно ни одно вещество не может проникнуть в клетку, если оно не растворено в воде и не находится в виде ионов. Ряд органических веществ для усвоения требуют связи со специальными белками-переносчиками, а также наличие ферментов (энзимов).
В реальности в человеческом организме нет чистой воды. Мы все без исключения являемся резервуаром солевых растворов. Наличие ионов солей и ряда других веществ (углеводов, жиров и белков) создает определенную кислотно-щелочную среду, а также специфическое давление, которое называется осмотическим давлением. Осмотическое давление играет важную роль в обмене ионов солей (электролитов) через клеточную стенку, и на нем основаны все жизненные процессы организма.
Осмос характеризует проникновение воды через мембраны. Если клетку поместить в чистую воду, молекулы воды начнут проникать во внутрь клетки, так как в цитоплазме клетки имеется определенная концентрация солей. При этом клетка увеличивается в размерах (отекает, набухает) и может даже погибнуть. Всасывание воды – это необходимый жизненный процесс (например, корнями растений из почвы).
Наоборот, если клетку поместить в раствор, концентрация ионов солей которого выше внутриклеточной концентрации, клетка начнет терять свою жидкость, то есть сморщиваться в размерах, потому что первыми из клетки начнут выходить молекулы воды.
Наверное, многие из вас слышали слово «изотонический
», особенно если вам приходилось находиться на лечении в больнице. Изотонические растворы используют для внутривенных капельниц, когда необходимо ввести большое количество жидкости или же когда лекарство необходимо вводить в низких концентрациях и длительный период времени, а также для разных инъекций.
Понятие «изотонический» относится к «тонусу», то есть осмотическому давлению, которое возникает при наличии разных концентраций растворов вне клетки и внутри клетки. Причем, осмотическое давление зависит не от вида вещества, а его концентрации. «Изотонический» означает почти одинаковое осмотическое давление по разные стороны клеточной мембраны, когда обмена воды через нее практически не наблюдается или он находится в сбалансированном состоянии. При этом клетка становится «открытой» для ионов минералов и других веществ.
Чем ближе по изотоничности вводимые растворы, в том числе через рот, тем лучше воспринимаются они человеческим организмом, который постоянно сравнивает все вещества по шкале «
свое-инородное»
, а значит с меньшей агрессией.
Физиологический раствор хлорида натрия или глюкозы имеет почти такое же осмотическое давление, как и кровь человека, и внутриклеточная жидкость
, поэтому не вызывает разрушения клеток. Он быстро пополняет объем жидкости в организме, не нарушая серьезно водно-электролитный обмен. Одновременно, через изотонические растворы могут вводиться лекарства, усвоение которых при этом значительно улучшается.
Гипертонический раствор
подразумевает большую концентрацию веществ, а значит большее осмотическое давление на клеточную мембрану, поэтому при введении таких растворов клетки начнут терять собственную (цитоплазматическую) жидкость.
Гипотонический раствор означает меньшую концентрацию, а значит меньшее осмотическое давление снаружи клеток, поэтому первыми из таких растворов во внутрь клетки начнут проникать молекулы воды.
На рисунке представлено влияние разных видов растворов на состояние эритроцитов. Поэтому при введении лекарственных веществ, особенно внутривенно, необходимо учитывать их осмолярность.
Теперь мы подошли к вопросу водного режима
. В некоторых источниках вы найдете утверждение, что для поддержки здоровья необходимо принимать минимум 8 стаканов воды (до 2 л воды) в день, однако такое утверждение базируется только на теоретических предположениях, а не на научных фактах.
С пищей вы получаете до 1 литра воды. Ваш организм вырабатывает 600-700 мл воды в результате химических реакций. Организмом может выводиться до 2-2.5 литров воды разными путями. Выведение воды через кожу (потение) и дыхательную систему (дыхание) во многом зависит от вашей физической активности. Чем меньше вы двигаетесь, тем меньше жидкости теряете. Поэтому дополнительная нагрузка организма водой при малоподвижном образе жизни (чем страдают многие старшие люди) может привести к негативной реакции –
большой нагрузке на мочевыделительную и сердечно-сосудистую систему. Отравление водой вполне возможно, только об этом мало кто говорит.
Вспомним особенности обмена воды
. Животные пьют воду только тогда, когда у них появляется чувство жажды, так как в животном мире многие процессы рациональны и тесно связаны с инстинктами самосохранения. То же самое можно сказать и о растительном мире: залейте горшок с цветком водой, вы, скорее убьете его, чем поможете ему, потому что растение усвоит только то количество воды, которое ему необходимо. Чувство жажды –
это самый лучший индикатор того, необходима ли человеку жидкость или нет.
Вода, поступая в организм, усваивается не сразу, то есть даже при серьезном обезвоживании организма насыщение его водой за считанные минуты и даже часы не произойдет. Вода в человеческом организме участвует в первую очередь
(самое первое звено ее употребления) в температурном обмене тела
. Если тело перегревается, через процесс потения выделяется лишняя энергия и происходит охлаждение тела. Поэтому когда вы заняты физической нагрузкой или у вас повышен обмен веществ (например, при гиперфункции щитовидной железы), вы начинаете потеть, теряя при этом жидкость организма, но вместе с ней и ряд солей.
Когда вы потеете, вы редко мочитесь, так как ваш организм и так теряет воду через кожные покровы. Наоборот, когда вы мерзнете, организм старается избавиться от лишней воды, обогревание «
водного резервуара»
требуется немало энергии, поэтому в холодную погоду вы чаще мочитесь. Всасывание воды в желудочно-кишечном тракте, в основном в толстом кишечнике, проходит с определенной скоростью, в определенном объеме, поэтому излишек воды выводится через кишечник, почки и кожу. Кстати, прием воды понижает аппетит.
Вода необходима для человеческого организма
. Некоторые диетологи советуют не ждать появления чувства жажды, потому что якобы так можно дождаться и до серьезного обезвоживания. Это не совсем точное утверждение. Чувство жажды появляется при потере от 0 до 2% общего объема воды тела, причем при 2% пить хочется сильно! Симптомы обезвоживания (слабость, усталость, апатия, потеря аппетита, трудности в выполнении физической активности) появляются при потере 4% и более объема воды тела. Таким образом, чувство жажды (не экстремально выраженной жажды), действительно является одним из лучших индикаторов того, что наш организм нуждается в жидкости (не просто воде).
У детей и старших людей процесс обмена воды и нарушение водно-электролитного баланса наблюдаются чаще
, хотя регидратация у детей проходит намного быстрее, чем у взрослых.
У детей патологическая потеря воды и солей проходит также быстрее, так как у них центр мозга, регулирующий водно-солевой и температурный обмен все еще находятся в состоянии созревания (поэтому «беспричинное» кратковременное повышение температуры тела у маленьких детей – частое явление). С учетом того, что тело детей «водянистее», они нуждаются в регулярном пополнении запасов воды.
Многие родители жалуются, что их дети чуть ли не постоянно просят что-то выпить, особенно во время физической активности или в жаркую погоду. Важно в таких случаях не давать сладкие напитки, которые из-за наличия сахара приводят к потере воды в клетках слизистой ротовой полости (попросту «сушат»), а поэтому провоцируют чувство жажды еще больше.
Но одно дело быть здоровым, другое дело, когда возникают состояния, требующие восстановления объема жидкости и водно-солевого баланса. При каких обстоятельствах наблюдается быстрая потеря воды, а вместе с ней и солей? Это потеря крови и/или плазмы в результате кровотечения, после обширных ожогов, из-за диареи и рвоты по разным причинам (инфекция, отравление), в результате передозировки мочегонных препаратов. Другими словами, любые быстрые потери большого количества жидкостей приводят к нарушению водно-солевого баланса.
Помимо заболеваний, дегидратация наблюдается как результат профузного потения, что бывает при интенсивных физических нагрузках, перегревании, наличии повышенной температуры тела (лихорадка), а также заболеваниях щитовидной железы.
Как восстанавливать запасы воды , то есть проводить регидратацию? Необходимо понять важный факт: на фоне болезни, которая часто изнуряет организм, резкое объемное введение жидкости может привести к еще большему ухудшению состояния, поэтому во всем, в том числе и в количестве жидкости, должна быть мера! Прием жидкости начинают с глотков небольшого количества воды, увеличивая частоту приема. Очень важно следить за мочеиспусканием, которое должно наблюдаться каждые 2-3 часа, а то и чаще. Если человек не мочится в течение 5-6 часов, загружать его лишней водой и жидкостями нельзя. Поэтому первые 4-6 часов являются контрольными в отношении количества вводимой жидкости и требуют прием маленьких доз воды, но в частом режиме.
Каким видам жидкостей необходимо отдать предпочтение ? Здесь важно снова вернуться к понятию изотоничности, гипертоничности и гипотоничности. Так как жидкость вводится через желудочно-кишечный тракт, первыми с молекулами воды будут контактировать слизистые органов пищеварительной системы. При рвоте и диарее уже наблюдается выведение воды и солей из клеток наружу, а значит клетки и ткани обезвоживаются. Поэтому лучшим вариантом будут изотонические солевые растворы или слегка гипотонические (низко осмолярные) растворы.
Почему нельзя применять концентрированные солевые растворы , то есть гипертонические? Потому что это приведет к еще большей потери внутриклеточной воды. Если вводить гипотонические растворы, они также могут привести к быстрой отечности тканей.
Регидрон , который почему-то забыт или игнорируется врачами, является солевым препаратом с незначительно пониженной осмолярностью. Растворив содержимое пакетика в необходимом количестве воды (обычно в 1 л) получают раствор, который восполняет внутриклеточную потерю воды не жестко, и в то же время быстро, в силу своей гипотоничности.
Почему во многие солевые и другие комбинации препаратов для восстановления электролитно-водного баланса входят сахара
(глюкоза, фруктоза, лактоза) в небольшом количестве? Для поддержания равновесия раствора и сохранения его осмолярности определенный период времени (обычно несколько часов).
Осмолярность плазмы крови составляет 280-300 мосм/л и рН 7,37-7,44. У Регидрона осмолярность – 260 мосм/л и рН 8,2, что незначительно отличается от свойств жидкостей человека, и в то же время способствует транспорту воды и ионов солей через клеточные мембраны.
Прием большого количества соков для восстановления водно-солевого баланса не рекомендуется, несмотря на то, что это жидкости, и как думают многие люди, содержат витамины и минералы, поэтому полезны. Большинство соков не являются 100% натуральным продуктом, так как созданы из концентрата, разведенного в воде, и содержат большое количество добавок: сахар, красители, ароматизаторы и др. Для получения «изотонического раствора» сока или близкого к нему, в 1 л воды должно содержаться 50 г глюкозы.
В 1 л разных соков может содержаться разное количество сахара. Например, 1 л морковного сока содержит 40 г сахара, апельсинового сока – 90-100 г (в свежем соке из апельсинов – 100-120 г сахара), фруктовых напитков – 100-110 г, яблочного сока – 120 г, клюквенного сока – 120-130 г, виноградного сока – 150 г, сока грейпфрута – 90 г сахара. В 1 л большинства консервированных соков содержится 120-150 г сахара. Многие производители добавляют в соки больше сахаров для увеличения срока годности.
Таким образом, большинство соков являются гипертоническими растворами, поэтому могут усугубить состояние обезвоживания. Врачи часто рекомендуют разводить соки наполовину водой, особенно для приема детьми.
Чаи, в том числе травяные, являются гипотоническими и гипосмолярными, если в них не добавлять сахар или мед. Но, как и кофе, чаи могут содержать кофеин и таннин, которые в небольшом количестве полезны для организма, но на фоне его обезвоживания, и в большом количестве могут нанести вред, нарушая белковый обмен и вызывая интоксикацию. Таннин также входит в ряд фруктовых напитков.
Ряд лекарственных трав при ослаблении организма и состоянии дегидратации могут оказать токсический эффект, поэтому травяные чаи должны приниматься с большой осторожностью.
Если сахар можно дозировать чайными ложками, дозировка меда, особенно количество сахаров, входящих в него, чрезвычайно трудная, поэтому в случаях дегидратации его использовать не следует.
А как на счет постного куриного бульона
, который рекомендуют больным людям, особенно ослабленным и обезвоженным? Бульон – это не что иное, как водный раствор солей, протеинов, небольшого количества жиров и других веществ. Многие экспериментаторы проводили исследования бульона на предмет его полезности, учитывая осмолярность и рН.
Естественно, наиболее натуральным вариантом будет считаться бульон, рН которого близок к 7.0-8.0. Но никто из хозяек не будет проводить такие измерения. Однако, соединив народную мудрость куховарства с результатами «бульонных» экспериментов, а также с мудростью народной медициной, можно сделать определенные выводы.
Если готовить бульон из красного мяса (ножек), он более кислый (т.е. его рН 5.0-5.8), поэтому предпочтение необходимо отдавать белому мясу (грудинке). Чем прозрачнее и светлее по цвету бульон, тем он тоже полезнее для усвоения. В 1 л бульона должно быть не больше 2 чайных ложек соли (без верха), т.е. не больше 10 г. Меньшее количество соли допустимо, но отказываться от соли полностью не стоит.
Сколько необходимо мяса и воды? Вопрос спорный, но обычно достаточно одной грудинки на 3 л воды. Важно помнить, что бульон должен быть прозрачным и не слишком насыщенным по цвету. Также, процесс приготовления бульона не должен быть длительным, т.е. не больше 2 часов на медленном огне. Чем больше варится бульон, тем больше его рН смещается в сторону кислотности за счет распада белков, хотя появляется больше вкусовых качеств.
Некоторые приправы и добавки могут менять кислотно-щелочной баланс бульона (обычно ощелачивают те, которые есть в сухих приправах, как например, Вегета, потому что туда часто входит сода). Важно поглощать бульон теплым (но не горячим) сразу же после приготовления. Оптимальный период приема бульона –
прекращение диареи и отсутствие лихорадки.
Также целебными свойствами обладает молоко , рН которого очень близок к внутриклеточной жидкости. Поэтому не удивительно, что молоком поили истощенных болезнью людей, так как оно усваивается легко большинством потребителей и содержит большое количество полезных ингредиентов.
Таким образом, оптимальным вариантом пополнения жидкостей и солей при ряде состояний будет прием готовых солевых растворов, реже растворов глюкозы и обыкновенной воды. Сочетание разных видов жидкостей возможно после исчезновения признаков дегидратации и в ходе выздоровления.
Осмолярность
Осмолярность – сумма концентраций катионов анионов и неэлектролитов, т.е. всех кинетически активных частиц в 1л. раствора. Она выражается в миллиосмолях на литр (мосм/л).
Показатели осмолярности в норме
Плазма крови – 280-300
СМЖ – 270-290
Моча – 600-1200
Индекс осмолярности – 2,0-3,5
Клиренс свободной воды – (-1,2) – (-3,0) мл/мин
Определение осмолярности помогает:
1. Диагностировать гипер- и гипоосмолярные синдромы
2. Выявлять и целенаправленно лечить гиперосмолярные коматозные состояния и гипоосмолярные гипергидратации.
3. Диагностировать ОПН в раннем периоде.
4. Оценивать эффективность трансфузионно-инфузионно- терапии.
5. Диагностировать острую внутричерепную гипертензию.
Гипоосмолярность, гиперосмолярность
Определение осмолярности – очень сложное лабораторно-диагностическое исследование. Однако, его проведение позволяет вовремя выявить симптомы таких нарушений, как гипоосмолярность, то есть снижение осмолярности плазмы крови, и гиперосмолярность – наоборот, повышение осмолярности. Причиной снижения осмолярности могут послужить различные факторы, например, превышение уровня свободной воды, содержащейся в плазме крови относительно объема растворенных в ней кинетических частиц. Собственно о гипоосмолярности можно говорить уже тогда, когда уровень осмолярности плазмы крови упадет ниже 280 мосм/л. В числе симптомов, появление которых может говорить о таком нарушении как гипоосмолярность, можно обозначить утомляемость, головную боль, тошноту, приводящую к рвоте и снижение аппетита. При развитии нарушения у больного наблюдаются патологические рефлексы, олигурия, бульбарный паралич и угнетение сознания.
Что касается такого нарушения, как гиперосмолярность, она вызывается, как уже было сказано, повышением осмолярности плазмы крови. При этом, критической отметкой является показатель выше 350 мосм,л. Своевременное обнаружение гиперосмолярности имеет особенное значение, поскольку именно это нарушение представляет собой самую частую причину комы при сахарном диабете. Именно геперосмолярность не только может являться для больных сахарным диабетом причиной комы, но и вызывать ее возникновение вследствие лактацидоза или кетоацидоза. Таким образом, наблюдение за уровнем осмолярности плазмы крови действительно имеет огромное значение, поскольку позволяет контролировать стабильное состояние организма и вовремя предотвращать разного рода нарушения.
Изотонические растворы - водные растворы, изотоничные плазме крови. Простейшим раствором такого типа является 0,9%-й водный раствор хлорида натрия (NaCl) - так называемый физиологический раствор («физраствор»). Название это очень условное, так как «физраствор» не содержит многих веществ (в частности, солей калия), необходимых для физиологической деятельности тканей организма.
Изотонический коэффициент (такжефактор Вант-Гоффа ; обозначаетсяi ) - безразмерныйпараметр, характеризующий поведениевеществаврастворе. Он численно равен отношению значения некоторогоколлигативного свойствараствора данного вещества и значения того же коллигативного свойстванеэлектролитатой жеконцентрациипри неизменных прочих параметрах системы:
где solut. - данный раствор,nel. solut. - раствор неэлектролита той же концентрации,T bp -температура кипения, аT mp -температура плавления(замерзания).
Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Явление осмоса играет важную роль во многих химических и биологических системах. Благодаря осмосу регулируется поступление воды в клетки и межклеточные структуры. Упругость клеток (тургор), обеспечивающая эластичность тканей и сохранение определенной формы органов, обусловлена осмотическим давлением. Животные и растительные клетки имеют оболочки или поверхностный слой протоплазмы, обладающие свойствами полупроницаемых мембран. При помещении этих клеток в растворы с различной концентрацией наблюдается рсмос
Осмос играет важную роль во многих биологических процессах. Мембрана, окружающая нормальную клетку крови, проницаема лишь для молекул воды, кислорода, некоторых из растворённых в крови питательных веществ и продуктов клеточной жизнедеятельности; для больших белковых молекул, находящихся в растворённом состоянии внутри клетки, она непроницаема. Поэтому белки, столь важные для биологических процессов, остаются внутри клетки.
Осмос участвует в переносе питательных веществ в стволах высоких деревьев, где капиллярный перенос не способен выполнить эту функцию.
Человечество с древних времен, хотя и не понимая физический смысл, использовало эффект осмоса в процессе засаливания пищи. В результате происходил плазмолиз клеток патогена.
Плазмолиз (от др.-греч. πλάσμα - вылепленное, оформленное и λύσις - разложение, распад), отделение протопласта от клеточной стенки в гипертоническом растворе.
Плазмолизу предшествует потеря тургора.
Плазмолиз возможен в клетках, имеющих плотную клеточную стенку (у растений, грибов, крупных бактерий). Клетки животных, не имеющие жесткой оболочки, при попадании в гипертоническую среду сжимаются, при этом отслоения клеточного содержимого от оболочки не происходит. Характер плазмолиза зависит от ряда факторов:
от вязкости цитоплазмы;
от разности между осмотическим давлением внутриклеточной и внешней среды;
от химического состава и токсичности внешнего гипертонического раствора;
от характера и количества плазмодесм;
от размера, количества и формы вакуолей.
Различают уголковый плазмолиз, при котором отрыв протопласта от стенок клетки происходит на отдельных участках. Вогнутый плазмолиз, когда отслоение захватывает значительные участки плазмалеммы, и выпуклый, полный плазмолиз, при котором связи между соседними клетками разрушаются практически полностью. Вогнутый плазмолиз часто обратим; в гипотоническом растворе клетки вновь набирают потерянную воду, и происходит деплазмолиз. Выпуклый плазмолиз обычно необратим и ведет к гибели клеток.
Выделяют также судорожный плазмолиз, подобный выпуклому, но отличающийся от него тем, что сохраняются цитоплазматические нити, соединяющие сжавшуюся цитоплазму с клеточной стенкой, и колпачковый плазмолиз, характерный для удлиненных клеток.
Цитолиз - процесс разрушения клеток эукариот, выражающийся в виде их полного или частичного растворения под действием лизосомальных ферментов. Цитолиз может быть как частью нормальных физиологических процессов, например при эмбриогенезе, так и патологическим состоянием, возникающим при повреждении клетки внешними факторами, например, при воздействии на клетку антител.
10.Ионное произведение воды. Водородный показатель. Определение рН водных растворов кислот, оснований и солей(в тет это есть но спросить у димы) Привести примеры значений рН различных биологических сред.(дима)
Ионное произведение воды.
Вода является очень слабым электролитом. Её электролитическая диссоциация выражается равновесием:
Водородный показатель
Для удобства характера водной среды исползуют безразмерную величину – водородный показатель рН.
Водородный показатель - количественная характеристика кислотности среды, равная отрицательному логарифму концентрации свободных ионов водорода в растворе: pH= -lg
рН = 7 – нейтральная среда
рН < 7 – кислая среда
рН > 7 – щелочная среда
На всякий случай гидролиз.
Гидролиз солей. Гидролиз по катиону и аниону, расчет рН солей. Факторы, усиливающие гидролиз.
Гидролиз солей – это обменная обратимая реакция вещества с водой с образованием слабого электролита.
Возможны 3 варианта гидролиза солей:
По аниону
По катиону
По аниону и катиону.
Факторы, усиливающие гидролиз
Гипертонический – раствор с большей концентрацией и большим осмотическим давлением по сравнению с другим раствором.
Гипотонический – раствор, имеющий меньшую концентрацию и меньшее значение осмотического давления.
Изотонические растворы – растворы с одинаковым осмотическим давлением.
Изотонический коэффициент
Изотонический коэффициент Вант-Гоффа (i) показывает во сколько раз коллигативные свойства раствора электролита больше, чем раствора неэлектролита при одинаковых условиях и концентрациях.
Понятие об изоосмии (электролитном гомеостазе)
Изоосмия - относительное постоянство осмотического давления в жидких средах и тканях организма, обусловленное поддержанием на данном уровне концентраций содержащихся в них веществ: белков, электролитов и т.д.
Осмоляльность и осмолярность биологических жидкостей и перфузионных растворов.
Осмоти́ческая концентра́ция - суммарная концентрация всех растворённых частиц.
Может выражаться как осмолярность (осмоль на литр раствора) и как осмоляльность (осмоль на кг растворителя).
Осмоль - единица осмотической концентрации, равная осмоляльности, получаемой при растворении в одном литре растворителя одного моля неэлектролита. Соответственно, раствор неэлектролита с концентрацией 1 моль/л имеет осмолярность 1 осмоль/литр.
Все одновалентные ионы (Na+, К+, Cl-) образуют в растворе число осмолей, равное числу молей и эквивалентов (электрических зарядов). Двухвалентные ионы образуют в растворе каждый по одному осмолю (и молю), но по два эквивалента.
Осмоляльность нормальной плазмы - величина достаточно постоянная и равна 285-295 мосмоль/кг. Из общей осмоляльности плазмы лишь 2 мосмол/кг обусловлены наличием растворенных в ней белков. Таким образом, главными компонентами, обеспечивающими осмоляльность плазмы, являются Na+ и С1- (около 140 и 100 мосмоль/кг соответственно). Постоянство осмотического давления внутриклеточной и внеклеточной 1 жидкости предполагает равенство молярных концентраций содержащихся в них электролитов, несмотря на различия в ионном составе внутри клетки и во внеклеточном пространстве. С 1976 г. в соответствии с Международной системой (СИ) концентрацию веществ в растворе, в том числе осмотическую, принято выражать в миллимолях на 1 л (ммоль/л). Понятие «осмоляльность», или «осмотическая концентрация», эквивалентно понятию «моляльность», или «моляльная концентрация». По существу понятия «миллиосмоль» и «миллимоль» для биологических растворов близки, хотя и не идентичны.
Таблица 1. Нормальные значения осмоляльности биологических сред
Р осм крови = 7,7 атм
Основную задачу осморегуляции выполняют почки. Осмотическое давление мочи в норме значительно выше, чем плазмы крови, что и обеспечивает активный транспорт из крови в почку. Осморегуляция осуществляется под контролем ферментативных систем. Нарушение их деятельности приводит к патологическим процессам. При внутривенных инъекциях, чтобы избежать нарушения осмотического баланса, следует использовать изотонические растворы. Изотоничен по отношению к крови физиологический раствор, содержащий 0.9% хлористого натрия. В хирургии явлением осмоса пользуются, применяя гипертонические марлевые повязки (марлю пропитывают 10%-ным раствором хлорида натрия). При этом рана очищается от гноя и носителей инфекции. Гипертонические растворы вводят внутривенно при глаукоме, чтобы снизить внутриглазное давление из-за повышенного содержания влаги в передней камере глаза.
Роль осмоса в биологических системах.
· Обуславливает тургор (упругость) клеток.
· Обеспечивает поступление воды в клетки и межклеточные структуры, эластичность тканей и сохранение определённой формы органов. Обеспечивает транспорт веществ.
· Осмотическое давление крови человека при 310 К – 7,7 атм, концентрация NaCl – 0,9%.
Плазмолиз и гемолиз
Плазмолиз – сжатие, сморщивание клетки в гипертоническом растворе.
Гемолиз – набухание и разрыв клетки в гипотоническом растворе.
Билет 14. Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов. Изотонический коэффициент.
Обмен веществ. Понятие.
Обмен веществ (метаболизм) - это набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Благодаря этим химическим реакциям питательные вещества, попадающие в наш организм, превращаются в составные части клеток организма, а продукты распада выводятся из него.
Поддержание концентраций растворённых веществ - важное условие жизни. Для правильного протекания реакций метаболизма необходимо, чтобы концентрации растворённых в организме веществ сохранялись постоянными в довольно узких пределах.
Значительные отклонения от нормального состава обычно несовместимы с жизнью. Перед живым организмом стоит задача поддержать надлежащие концентрации растворённых веществ в жидкостях тела, несмотря на то, что потребление этих веществ с пищей может значительно изменяться.
Одним из средств поддержания постоянной концентрации является осмос.
Осмос.
Осмос - это процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону бо?льшей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя).
В нашем случае полупроницаемая мембрана - это стенка клетки. Клетка заполнена внутриклеточной жидкостью. Сами клетки окружены межклеточной жидкостью. Если концентрации какого-либо вещества внутри клетки и вне её окажутся не одинаковыми, то возникнет ток жидкости (растворителя), стремящийся выровнять концентрации. Этот ток жидкости будет оказывать на стенку клетки давление. Это давление называется осмотическим . Причина возникновения осмотического давления - разница концентраций жидкостей, находящихся по разные стороны стенки клетки.
Изотонический, гипотонический и гипертонический растворы.
Растворы, входящие в состав нашего организма, которые отличаются друг от друга осмотическим давлением, можно разделить на следующие:
1. Изотонические растворы - это растворы с одинаковым осмотическим давлением. Клетка наполнена внутриклеточной жидкостью. Вокруг клетки находится межклеточная жидкость. Если осмотические давления этих жидкостей одинаковы, то такие растворы называют изотоническими. В нормально функционирующих животных клетках внутриклеточное содержимое обычно изотонично внеклеточной жидкости.
2. Гипертонические растворы - это растворы, осмотическое давление которых выше осмотического давления клетках и тканях.
3. Гипотонические растворы - это растворы, осмотическое давление которых ниже, чем осмотическое давление в клетках.
Если растворы межклеточной и внутриклеточной жидкостей имеют разное осмотическое давление, то возникнет осмос - процесс, призванный выровнять концентрации.
В случае если межклеточная жидкость гипертонична по отношению к внутриклеточной, то возникнет ток жидкости изнутри клетки вовне. Клетка будет терять жидкость, «съёживаться». При этом концентрация растворённых в ней веществ будет расти.
И наоборот, если межклеточная жидкость гипотонична по отношению к внутриклеточной, то возникнет ток жидкости, направленный вовнутрь клетки. Клетка будет «насасываться» жидкостью, увеличиваться в своём объёме. При этом концентрация растворённых в ней веществ будет уменьшаться.
Пот - это гипотонический раствор.
Наш пот - это гипотонический раствор. Гипотонический по отношении к внутриклеточной и межклеточной жидкостям, крови, лимфе и т.д.
В результате потоотделения наш организм теряет воду. Кровь теряет воду. Она становится густой. Концентрация растворённых в ней веществ повышается. Она превращается в гипертонический раствор. Гипертонический по отношению к межклеточной и внутриклеточной жидкостям. Сразу вслед за этим возникает осмос. Растворённые в межклеточной жидкости вещества дифундируют в кровь. Вещества внутриклеточной жидкости дифундируют во внеклеточную жидкость, а затем снова в кровь. Клетка «съёживается» и концентрация растворённых в ней веществ увеличивается.
Кто всем этим руководит?
Всеми этими процессами руководит мозг. Он получает от терморецепторов сигнал о том, что температура тела поднимается. Если мозг считает, что это увеличение чрезмерно, то он отдаст команду железам внутренней секреции и те увеличат объём потоотделения. В результате испарения пота температура тела снизится.
Дальше рассмотрим ситуацию, если осморецепторы сообщат о потере жидкости и о повышении внутриклеточной концентрации солей. Теперь мозг через нервную систему подскажет нам, что неплохо было бы её пополнить. Возникнет жажда. После её удовлетворения водный баланс и осмотическое давление в клетках восстановятся. Всё придёт в норму.
Похожая схема может быть реализована и по другим причинам. Например, из организма необходимо вывести какие-нибудь вредные для него вещества. Эти вещества могли попасть в него с пищей. А могли появиться в качестве отхода собственного обмена веществ. И теперь их надо удалить из клеток.
Опять будут запущены процессы регулирования, похожие на те, что были описаны выше. Могут измениться участники процесса. Будут задействованы другие рецепторы, другие отделы мозга, другие железы внутренней секреции. Но результат должен быть тот же - должны быть сохранены условия для правильного протекания обменных процессов.
А что, если всем этим никто не руководит?
И такое тоже случается.
В случае нарушений в деятельности нервной системы, эндокринной системы или локальных поражений коры головного мозга (например, гипоталамуса), наш организм перестаёт действовать так слаженно, как это необходимо. Система регуляции даёт сбой.
В этом случае процессы обмена веществ не смогут протекать должным образом. Человек будет страдать какой-нибудь из болезней нарушения обмена.