Растворы с одинаковым осмотическим давлением называются изотоническими,в медицине — физиологическими. Растворы, с большим осмотическим давлением, чем какой-то стандарт называются гипертоническими,а с меньшим – гипотонические.
Осмотическое давление плазмы крови человека достаточно постоянно. Оно равно 700 – 780 кПа (или 7,7 атм). Такое высокое осмотическое давление крови обусловлено наличием в ней большого числа ионов, низко- и высокомолекулярных соединений.
Часть осмотического давления крови, обусловленная высокомолекулярными соединениями (альбуминами, глобулинами) называется онкотическим давлением. Оно составляет 0,5 % от осмотического давления плазмы крови и равно 3,5 -:-3,9 кПа.
Если растительную или животную клетку поместить в гипертонический раствор, наблюдается плазмолиз, т.к. молекулы воды переходят в более концентрированный раствор и клетка уменьшается в объеме – сжимается. В гипотонических растворах с клетками эритроцитов происходит гемолиз, т.к. из-за осмоса молекулы растворителя переходят в клетку, вследствие чего она увеличивается в объеме и может разрушиться.
В медицинской практике для возмещения больших потерь крови и при обезвоживании организма внутривенно вводят физиологические растворы изотонической крови. Чаще всего это 0,9 % NaCI или 4,5 – 5 % раствор глюкозы. Есть и многокомпонентные физиологические растворы, по составу приближающиеся к крови.
Эффективным осмотическим аппаратом является почка. Основная метаболическая функция почки состоит в удалении продуктов обмена из крови. Почка регулирует также содержание воды в организме. В этом процессе проницаемость ее мембраны зависит от содержания антидиуретического гормона АДГ. При недостатке АДГ с мочой выделяется больше воды, иногда в 10 раз больше нормы. При избытке АДГ воды выводиться меньше.
Если бы, осмотические явления в организме не регулировались, то купание в пресной и в соленой воде было бы невозможно. При некротизации клеток способность к избирательной проницаемости и полупроницаемости пропадает.
Осмотическое давление мочи может меняться от 690 – 2400 кПа (от 7,0 до 25 атм.). Чувство жажды – это проявление осмотической гипертонии. Обратное явление в случае солевого голода вызывает осмотическую гипотонию.
Следующее коллигативное свойство: понижение давления насыщенного пара над раствором. Исследовал это явление Рауль.Давление пара, при котором скорость парообразования равна скорости его конденсации, называется давлением насыщенного пара.Давление насыщенного пара над раствором меньше, чем над чистым растворителем, т.к. уменьшается испарение растворителя при данной температуре из — за:
а) межмолекулярного взаимодействия между растворителем и веществом;
б) уменьшения поверхности испарения;
в) уменьшения мольной доли растворителя.
Закон Рауля:при Т=const относительное понижение давления насыщенного пара над раствором равно мольной доле растворенного вещества:
Ро— Р / Ро = N
Po –давление насыщенного пара над растворителем;
Р – давление насыщенного пара над раствором;
n – число молей растворенного вещества;
n o— число молей растворителя;
i – изотонический коэффициент Вант-Гоффа;
i = 1 + α(S-1); i = 1 для растворов неэлектролитов.
Для очень разбавленных растворов допустимо равенство N= n/no · i
П закон Рауля( или следствие из 1 закона Рауля).
Повышение температуры кипения (∆ Ткип), а также понижение температуры замерзания (∆Тзам) растворов прямо пропорционально моляльной концентрации раствора.
Е – эбуллиоскопическая константа;
К – криоскопическая константа;
i – изотонический коэффициент, для неэлектролитов i = 1
С-м-(х)= m (x)·1000 /M(x)· m (р-ля)
m (x) – масса растворенного вещества (г);
М(х) – молярная масса растворенного вещества (г/моль);
m (р-ля) – масса растворителя.
Константы Е и К зависят только от природы растворителя (см. таблицу).
| Растворитель | Е | К | Ткип 0 С | Тзам 0 С |
| Анилин С6Н5NH2 | 3,22 | 5,87 | 184,4 | — 5,96 |
| Ацетон СН3СОСН3 | 1,48 | 2,4 | 56,6 | — 94,6 |
| Бензол С6Н6 | 2,57 | 5,12 | 80,1 | 5,53 |
| Вода | 0,51 | 1,86 | ||
| Этанол | 1,23 | — | 78,4 | — |
Еи Кпоказывают на сколько градусов повышается температура кипения раствора или понижается температура замерзания раствора в сравнении с чистым растворителем, если раствор содержит 1 моль неэлектролита в 1000 г растворителя.
Методы исследования растворов путем измерения и вычисления ∆ Ткип и ∆ Тзам и вычисления молярных масс называются криоскопияи эбулиометрия(«эбулио»—вскипание, «крио» — холод).
Дата добавления: 2014-10-31 ; Просмотров: 7708 ; Нарушение авторских прав? ;
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
источник
Осмос играет большую роль в существовании растительных и животных организмов, способствуя достаточному наполнению водой клеток и межклеточных структур. Животные и растительные клетки в составе своей оболочки имеют полупроницаемые мембраны и могут рассматриваться как миниатюрные осмотические системы. Так, оболочка эритроцитов непроницаема для ряда катионов (например, для К + , Na + ) и свободно пропускает анионы и воду.
Возникающее при этом осмотическое давление обуславливает тургор клеток (от лат. turgor — вздутие, наполнение), т. е. внутреннее гидростатическое давление в живой клетке, вызывающее напряжение клеточной оболочки. У животных тургор клеток обычно невысок, а у растений варьируется от 5-20 атм до 120-140 атм (у растений засушливых районов). Более высокое (по сравнению с грунтовыми водами) осмотическое давление клеток растений обеспечивает процесс всасывания воды корнями растений и дальнейший ее подъем на значительную высоту. Тургорным действием объясняется также набухание семян растений, явление «пробивания» растущими побегами земли и других препятствий, поддержание листьев и стеблей (у травянистых растений) в вертикальном положении.
Наличие воды в клетках и тканях необходимо и для протекания многообразных физических и химических процессов: гидратации и диссоциации веществ, реакций гидролиза, окисления и т. п. Иначе говоря, тургор — это показатель состояния водного режима клеток. Снижение тургора приводит к старению и увяданию клеток.
Растворы с равным осмотическим давлением, называются изотоническими. Если два раствора имеют различное осмотическое давление, то раствор с большим давлением называются гипертони-ческим,с меньшим давлением — гипотоническими.
Очевидно, что изотонические растворы содержат одинаковое ко-личество осмотически активных частиц. Активную концентрацию частиц, не проникающих через идеальную полупроницаемую мембра-ну, выражают через осмолярность (осмоляльность).
Осмолярностью (осмоляльностью) раствора называется суммарная концентрация всех кинетически активных частиц в растворе, определяющих его осмотическое давление.
Математически величины осмолярности и осмоляльности рассчитываются следующим образом:
 | (11) |
 | (12) |
Единицы измерения этих величин совпадают с единицами измерения молярной и моляльной концентрации, соответственно. В медицинской литературе эти величины принято выражать в Осмоль/л и Осмоль/кг.
В разбавленных водных растворах осмолярность и осмоляльность приблизительно равны.
Пример 3. Рассчитать осмолярность клеток саксаула, если осмотическое давление при 30 0 С равно 145 атм.
Осмолярность раствора определим по формуле:
Если поместить животные или растительные клетки в гипотони-ческий раствор, то произойдет перемещение воды внутрь клеток, что приведет к их набуханию, а затем, возможно, к разрыву оболочек и вытеканию клеточного содержимого (рис. 3.). Подобное разрушение клеток называется лизисом,а в случае эритроцитов — гемолизом.
В гипертонических растворах происходит сморщивание клеток (плазмолиз),обусловленное потерей воды, перемещающейся из них во внешний раствор.
Рис. 3. Изменения, происходящие с кровяными тельцами в растворах NaCl различной концентрации:
а – изотонический раствор NaCl (0,9%);
б – гипотонический раствор NaCl (0,1%);
в – гипертонический раствор NaCl (2%).
Биологические жидкости человека — тканевые жидкости, кровь, лимфа, — представляют собой водные растворы низкомолекулярных соединений (NaCl, KCl, CaCl2), высокомолекулярных соединений (белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот) и форменных элементов (в крови — это эритроциты, лейкоциты, тромбоциты).
Их суммарное осмотическое давление определяет тургор клеток. Так, осмотическое давление кровяных эритроцитов человека составляет 7,6-7,9 атм. Такое же осмотическое давление создает и 0,9%-й (С(NaCl) = 0,15 моль/л) раствор NaCl (физиологический раствор), являющийся, следовательно, изотоничным крови.
Существенную часть крови составляют белки, представленные в основном дыхательными пигментами, белками стромы эритроцитов и белками других форменных элементов. Белки, растворённые в плазме (6,5-8,5% из 9-10% сухого остатка плазмы), образуются преимущест-венно в клетках печени и ретикулоэндотелиальной системы. Белки плазмы крови не проникают через стенки капилляров, поэтому содер-жание их в плазме значительно выше, чем в тканевой жидкости. Это приводит к удержанию воды белками плазмы.
Часть осмотического давления крови, создаваемая белками (альбумины, глобулины), называется онкотическим давлением. Онкотическое давление равно 0,04 атм, что составляет прибли-зительно 0,5% от общего осмотического давления крови.
Несмотря на то, что онкотическое давление составляет лишь небольшую часть общего осмотического давления крови, именно оно обуславливает преобладание осмотического давления крови над осмотическим давлением тканевой жидкости. При иных условиях в результате высокого гидродинамического давления в кровеносной системе вода просачивалась бы в ткани, что вызывало бы возник-новение отёков различных органов и подкожной клетчатки.
Падение осмотического давления в клетках при обезвоживании организма приводит к их коллапсу (плазмолизу); наоборот, обес-соливание организма приводит к набуханию и разрыву клеток (осмотический шок). Шок при сильных кровотечениях обусловлен не столько потерей крови, сколько резким падением осмотического давления и коллапсом сосудов. Поэтому при больших потерях крови пострадавшим вводят инертные высокомолекулярные заменители плазмы крови (например, раствор поливинилпирролидона), благодаря которым восстанавливается тургор и устраняется шок.
Осмотическое давление биологических жидкостей, отвечающее состоянию тургора, у разных живых организмов неодинаково. Так, некоторые морские животные имеют осмотическое давление крови выше, чем у человека. Это связано с обитанием этих животных в среде с высоким содержанием солей. Обитатели же пресноводных водоемов, например, лягушки, имеют осмотическое давление крови ниже, чем у человека.
Пример 2. Не прибегая к расчетам, указать, какие из растворов при одинаковой температуре являются изотоническими:
а) С(NaCl) = 0,03 моль/л, a = 1 и С(С6Н12О6) = 0,03 моль/л;
б) С(CO(NH2)2) = 0,03 моль/л и С(СаС12) = 0,01 моль/л, 
= 1.
Для растворов электролитов:
,
для неэлектролитов i = l, следовательно:
Для каждой пары растворов RT = const, следовательно, достаточно сравнить множитель i×С(x) в каждой паре растворов.
Пример 3. Что произойдет с растительной клеткой, осмотическое давление внутри которой pкл составляет 20 атм, если ее поместить в раствор с pр-ра = 30 атм?
Так как p(р-ра) > p(клетки), следовательно, раствор гипер-тонический. Наблюдается сморщивание (плазмолиз) клетки за счет перемещения воды из клетки в раствор.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9758 — 
| 7376 — 
или читать все.
85.95.189.26 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
источник
Изотонические растворы NaCl и глюкозы называют часто физиологическими растворами. Хотя в настоящее время этот термин для них признан неудачным, т.к. строго говоря, истинным физиологическим раствором является раствор по своему количественному и качественному составу максимально приближенный к плазме крови.
Растворы, обладающие более высоким осмотическим давлением, чем плазма крови, называются гипертоническими, а растворы, имеющие более низкое давление – гипотоническими.
При различных лечебных процедурах в кровь человека в больших количествах следует вводить только изотонические растворы, чтобы не вызвать осмотический конфликт из-за резкого несоответствия между осмотическим давлением биологической жидкости и вводимого раствора.
При контакте клетки с гипертоническим раствором происходит отток воды из клетки через мембрану в окружающую среду. Клетка при этом теряет свою упругость, вследствие обезвоживания и уменьшается в объеме (сморщивается). Нормальное течение физических и химических процессов в ней нарушается (рис. 25).
Рис. 25. Схематическое изображение процессов плазмолиза (а) и лизиса (б), протекающих в результате помещения клетки, соответственно, в гипертонический или гипотонический растворы.
Данное явление называется плазмолизом или экзосмосом.
Плазмолиз в большинстве случаев является обратимым процессом. Плазмолизированные клетки, помещенные в изотонический раствор, вновь набухают, восстанавливая свою жизнедеятельность. Но при слишком сильном и продолжительном обезвоживании клетка может потерять свою жизнеспособность.
При контакте с гипотоническим раствором вода из внешней среды переходит внутрь клетки. В результате этого увеличивается, и может произойти разрыв ее оболочки. Данное явление называется лизисом или эндосмосом(рис. 25).
Если в качестве клеточной культуры использовать эритроциты, то вследствие разрыва их оболочек внешняя среда окрасится гемоглобином в красный цвет. В этом случае данное явление называют иначе гемолизом (или эритроцитолизом).
Гемолиз является частным случаем более общего явления – цитолиза (разрушения животных и растительных клеток под влиянием различных причин).
В крови разрушение оболочки у всех эритроцитов наступает если ее осмотическое давление снижается до 260-300 кПа. Цвет крови при этом частично изменяется и принимает характерный, «лаковый» оттенок.
В клинической практике в некоторых случаях могут применяться не только изотонические, но и гипертонические растворы. Например, в хирургии используют марлевые полоски, смоченные в гипертоническом растворе NaCl для наложения на гнойные раны. При этом вследствие осмоса ток жидкости направляется по марле наружу из раны, что способствует постоянному очищению раны от гноя, микроорганизмов, продуктов распада и т.д. (рис. 26).
Рис. 26. Принцип применения гипертонических повязок для очистки пораженных тканей от гноя и продуктов распада
Гипертонические растворы вводят внутривенно при глаукоме, чтобы снизить внутриглазное давление из-за повышенного содержания жидкости в передней камере глаза.
Явлением осмоса объясняют слабительное действие глауберовой (Na2SO4 · 10H2O) и горькой (MgSO4 · 7H2O) солей.
Эти соли плохо всасываются в кровь и поэтому их высокая концентрация в кишечнике вызывает интенсивный переход воды внутрь него из окружающих тканей, способствуя послабляющему действию.
Многие бактериальные клетки имеют высокое осмотическое давление. При действии антибиотиков (например, пенициллина) ингибируется процесс биосинтеза стенок растущих стрептококков. Они становятся непрочными и под действием внутреннего осмотического давления легко разрушаются.
Таким образом, понимание и контроль осмотических процессов, а также умение оказывать на их протекание то или иное воздействие имеет крайне важное значение в биологии и медицине.
Давление насыщенного пара растворителя
над раствором. Закон Рауля
Если в замкнутый сосуд, из которого предварительно удалили воздух, поместить чистый растворитель, например, воду (рис. 27), то в результате естественного процесса испарения над жидкостью образуется пар. Он будет состоять из молекул жидкости, оторвавшихся от ее верхнего слоя в результате своего хаотического теплового движения и перешедших в газовую фазу. На совершение данного процесса необходимо затратить определенное количество энергии, чтобы преодолеть силы притяжения между молекулами жидкой фазы. Эндотермический процесс испарения обратим. По мере накопления молекул в газовой фазе над поверхностью жидкости одновременно начнет протекать и обратный процесс – конденсация пара, т.е. переход молекул растворителя обратно в жидкость. Причем конденсация является экзотермическим процессом и сопровождается выделением теплоты.
Рис. 27. Равновесие жидкость — пар (схема)
Со временем скорости обоих процессов уравняются и в системе установится динамическое равновесие, при котором число молекул растворителя, испарившихся с поверхности жидкости за единицу времени, будет равно числу молекул, перешедших в жидкость из газообразной среды. Но при этом какое-то постоянное и не меняющееся во времени число молекул растворителя будет находиться над его поверхностью, образуя насыщенный пар. Давление этого пара на жидкость называют давлением насыщенного пара чистого растворителя (р0). Его можно измерить с помощью манометра (рис. 27).
При неизменной температуре и внешнем давлении р0 остается постоянным и зависит только от природы жидкости и поэтому является одной из ее физических характеристик.
Так, при 293 K (20 о С) давление насыщенного пара Н2О равно 2,319 кПа; этилового спирта – 5,85 кПа; диэтилового эфира – 58,93 кПа.
При повышении температуры согласно принципа Ле-Шателье равновесие смещается в сторону эндотермического процесса испарения. В результате чего количество молекул жидкости над ее поверхностью начнет увеличиваться. Это приведет к возрастанию давления насыщенного пара, когда система снова придет в равновесие.
Если растворить небольшое количество какого-нибудь нелетучего вещества[*] (молекулы которого не могут переходить в газовую фазу) концентрация свободных молекул растворителя в верхнем слое жидкости уменьшится, т.к. часть мест там займут частицы растворенного вещества. Они к тому же будут удерживать вокруг себя (связывать) ближайшие молекулы растворителя, формируя из них сольватные оболочки.
В этом случае равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром устанавливается при более низком давлении (р) по сравнению с давлением насыщенного пара над чистым растворителем (р0).
Опытным путем было установлено, что для растворов понижение давления насыщенного пара растворителя (р0 – р = Dр) не зависит от природы растворенного вещества, а определяется только его концентрацией.
Французский физик Франсуа Рауль установил математическую зависимость между р и мольной долей растворителя, которая называется законом Рауля:
где c2 – мольная доля растворителя в раствор.
Франсуа Мари Рауль (1830 – 1901)– французский химик и физик, член-корреспондент Парижской АН (1890). С 1867 работал в Гренобльском университете (профессор с 1870). Член-корреспондент Петербургской АН (1899). Исследуя в 1882–1888 понижение температуры кристаллизации, а также понижение давления пара (или повышение температуры кипения) растворителя при введении в него растворённого вещества, открыл закон Рауля, применяемый для определения молекулярных масс веществ в растворённом состоянии.
85.95.189.26 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
источник
Клетки кожи лягушки многоугольной формы. В каждой клетке имеется округлое пузырьковидное ядро. Вакуолей, которые имеются в растительной клетке, здесь нет. Цитоплазма равномерно заполняет всю клетку (рис. 3.12).
Зарисуйте несколько клеток эпителия кожи лягушки, на
рисункеобозначьте : ядро, цитоплазма.
2. Структурно-функциональная организация эукариотической клетки
2.1. Влияние изотонического, гипертонического и
гипотонического растворов на эритроциты млекопитающего .
Эритроциты млекопитающего сохраняют свою нормальную форму и объем, если они находятся в изотоническом растворе. Если поместить их в гипертонический раствор, то они сморщиваются и уменьшаются в объеме. В гипотоническом же растворе эритроциты набухают, увеличиваются в объеме и в итоге разрушаются. Происходит гемолиз.
Влияние гипотонического раствора . Каплю дефибринированной крови поместите на предметное стекло, покройте покровным стеклом и рассмотрите под малым увеличением микроскопа. Затем осторожно приподняв препаровальной иглой край покровного стекла, подведите под него оттянутый край пипетки с дистиллированной водой. Воду из пипетки не выпускайте! С противоположного края препарата также под покровное стекло подведите полоску фильтровальной бумаги. Переведите объектив на большое увеличение, и осторожно впускайте дистиллированную воду. Под покровным стеклом образуется гипотонический раствор, эритроциты начнут разбухать, лопаться, и гемоглобин выйдет в окружающую среду. Если гемолиз произойдет полностью, то образуется прозрачная, красно окрашенная «лаковая» кровь.
Влияние гипертонического раствора . Препарат крови приготовьте так же, но под покровное стекло введите из пипетки 5%- ный раствор хлорида натрия. Под покровным стеклом образуется гипертонический раствор, и эритроциты начнут сморщиваться.
Зарисуйте несколько гемолизированных клеток крови: а) в
изотоническом; б) в гипотоническом; в) в гипертоническом
2.2. Избирательная проницаемость плазматической мембраны для различных веществ. В 2%-ный раствор хлорида натрия или калия поместите каплю культуры инфузорий. Приготовьте временный микропрепарат. При малом увеличении микроскопа рассмотрите сморщенные клетки инфузорий, что указывает на проницаемость плазматической мембраны для воды (в данном случае вода выходит из клетки). Оттяните из-под покровного стекла раствор при помощи фильтровальной бумаги и замените его на дистиллированную воду. Наблюдайте, как клетки инфузорий приобретают свойственную им форму из-за поступления в них воды.
Поместите инфузорий в раствор хлорида кальция или хлорида магния. Приготовьте временный микропрепарат. При малом увеличении микроскопа рассмотрите инфузорий, у которых не наблюдается каких-либо деформаций. Ионы кальция и магния понижают проницаемость плазматической мембраны, в отличие от ионов натрия и калия.
Зарисуйте несколько инфузорий: а) в изотоническом;
2.3. Физиологические свойства цитоплазмы и клеточного сока на примере листьев элодеи или валлиснерии. Ознакомьтесь с некоторыми физиологическими особенностями цитоплазмы и клеточного сока, которые можно продемонстрировать, поместив лист в концентрированный (гипертонический) раствор веществ, не оказывающих вредного действия на клетки растений. Для этой цели, обычно используют 6-8%-ный водный раствор калийной или натриевой селитры, сахарозы или других нейтральных веществ. Каплю одного из этих растворов нанесите на предметное стекло вплотную к покровному стеклу, под которым в воде находится лист элодеи или кожица листа валлиснерии. С противоположной стороны, также вплотную к покровному стеклу, поместите полоску фильтровальной бумаги, которая должна оттягивать воду. Чтобы раствор быстрее вошел под покровное стекло, предметное стекло можно слегка наклонить.
Рассмотрите лист под микроскопом. Сначала в краевых, а затем и в остальных клетках протопласт начинает сжиматься и отходить от клеточных стенок (рис. 3.13). Этот процесс отделения протопласта от
стенок клетки называют плазмолизом. В большой степени он объясняется явлениями осмоса и диффузии.
Осмотическое давление клетки обусловлено концентрацией веществ клеточного сока. Если клетка находится в воде или в водном растворе каких-либо веществ, концентрация которых ниже концентрации веществ клеточного сока, то вода через цитоплазму будет проникать в вакуоль, увеличивая объем клеточного сока и его давление на цитоплазму и оболочку. Это давление называют тургорным, Если осмотическое и тургорное давление равны, клетка, находится в состоянии полного насыщения водой, вакуоль имеет максимальный объем.
Рис. 3.13. Плазмолизованные клетки
1 – пластиды; 2 – протопласт; 3 — плазмалемма
Если клетка помещена в среду, осмотическое давление которой выше осмотического давления, а, следовательно, и тургорного давления самой клетки, то вода из вакуоли будет выходить через цитоплазму и оболочку наружу..Плазмалемма и тонопласт, обладающие эластичностью, при этом сокращаются, плазмалемма отходит от стенок клетки – происходит плазмолиз Плазмолизированную клетку можно вернуть в первоначальное состояние, заменив гипертонический, плазмолизирующий раствор, в котором находится лист, водой. В этом случае клеточный сок, осмотическое давление которого окажется выше, чем в окружающей среде, будет активно всасывать воду, объем вакуоли увеличится, цитоплазма окажется оттесненной к стенкам клетки – произойдет деплазмолиз.
Однако поступление и выход воды в клетку и из клетки нельзя объяснить только явлениями диффузии и осмоса. Это активные
процессы, в осуществлении которых участвует вся коллоидная система цитоплазмы.
Лучше всего наблюдать плазмолиз в клетках лиловых чешуй лука. Окраска чешуй обусловлена наличием в клеточном соке водорастворимого пигмента – антоциана. По мере выхода из вакуоли воды концентрация пигмента увеличивается, и окраска клеточного сока становится интенсивнее.
Зарисуйте несколько плазмолизированных клеток листа
элодеи или валлиснерии, на рисунке обозначьте : протопласт,
хлоропласты, плазмалемма, цитоплазма, оболочкаклетки.
2.4. Аппарат Гольджи в спинальном ганглии морской свинки.
В результате фиксации и импрегнации ганглия осмиевой кислотой, при малом увеличении микроскопа видно, что нервные клетки выглядят по-разному. Некоторые из них оказываются сплошь окрашенными в черный цвет, а аппарат Гольджи виден в них очень плохо. Найдите такие нейроны, в которых видно ядро, граница клетки и светлая цитоплазма. На фоне светлой цитоплазмы таких клеток видны черные «ниши».
На препарате при работе с иммерсионным объективом видно следующее: в некоторых клетках на светлом фоне выделяется черная петлистая сеть, локализующаяся вокруг ядра. Она состоит из изогнутых и анастомозирующих между собой нитей и перекладин. Иногда эта сеть вплотную прилегает
источник
Инфузионно-трансфузионная терапия (ИТТ) является важнейшей и неотъемлимой частью интенсивного лечения крайне тяжелых хирургических больных. Основной задачей ИТТ считают адекватное восполнение объема циркулирующей крови и, следовательно, поддержание эффективной функции кровообращения при условии удовлетворительной сократительной способности сердца. Однако нельзя забывать о том, что при проведении ИТТ, как правило, существует опасность развития или прогрессирования уже имеющегося интерстициального отека легких и связанных с ним нарушений легочного газообмена.
Подобное заключение вытекает из анализа уравнения Старлинга. Почти сто лет тому назад Старлинг предложил схему для описания и объяснения перемещения воды через тканевые капилляры. Согласно этой схеме, в интракапиллярном пространстве вода подвергается действию двух разнонаправленных сил – гидростатического давления, выталкивающего жидкость за пределы сосуда, и онкотического (коллоидно-осмотического) давления (КОД), удерживающего ее. Таким образом, гидростатическое давление представляет собой давление фильтрации, которое при превышении давления, создаваемого белком (альбумином) плазмы, способствует выведению воды в интерстициальное пространство. Предложенная схема отличается простотой и максимально удовлетворяет исследователей. Позднее в нее был включен еще один компонент, характеризующий качество капиллярной мембраны – так называемый коэффициент отражения белка. Так была обозначена способность белка проникать через мембраны клеточных структур, в том числе и легких. При полной непроницаемости сосудистой стенки коэффициент отражения белка равен 1.0, при увеличении ее проницаемости снижается до 0.3 – 0.5. Таким образом, процесс проникновения жидкости из сосудистого русла в интерстициальное пространство определяют три важнейших компонента: транскапиллярное гидростатическое давление, КОД и коэффициент отражения белка [1].
Главным патогенетическим фактором полиорганной недостаточности при травме и шоке является постоянное ухудшение микроциркуляции с последующей клеточной и органной дисфункцией [3, 4]. Следствием гиповолемии и низкого перфузионного давления, связанного с тяжелой кровопотерей и тканевой травмой, являются уменьшение нутритивного кровотока и развитие тканевой гипоксии. Просвет капилляров становится узким в результате слипания эндотелиальных клеток, адгезии активных полиморфноядерных лейкоцитов (ПМЯЛ) к сосудистому эндотелию служит вторичным механизмом, присодящим к окклюзии микрососудов [5]. Все это может полностью нарушить местный кровоток. Кроме того, высвобождени вазоактивных медиаторов [6] и токсичных кислородных радикалов [4] способствует дальнейшему перераспределению тканевой перфузии и задержке нутритивного кровотока [3, 4]. Значительное уменьшение спланхнического кровотока и последующее повреждение интестинальной слизистой [7, 8] приводят к транслокации бактерий и токсинов из просвета кишки в печень и системную циркуляцию [9]. Генерация кислородных радикалов тоже способствует транслокации бактерий и токсинов [7]. В свою очередь эндотоксемия усугубляет микроциркуляторную недостаточность [10]. Цитокинины, такие как интерлейкин-1 и интерлейкин-6, опухолевый некрозный фактор способствуют многим системным эффектам при эндотоксемии [11, 12]; они появляются в крови при травме и геморрагии [13]. Конечными результатами их действия являются критическое уменьшение нутритивного кровотока и локальная ишемия 14.
Микроциркуляторная недостаточность служит преобладающим механизмом неадекватной экстракции кислорода тканями в гипердинамической фазе септического шока [17, 15, 18]; она развивается настолько рано, что ее можно расценивать как первоначальную.
В настоящее время представления о патогенезе развития синдрома полиорганной недостаточности (СПОН) вследствие травмы и шока содержат следующие слагаемые:
- Активация макрофагов и высвобождение различных медиаторов, особенно цитокинов (интерлейкины, интерферон, туморнекротизирующий фактор и др.)
- Наличие нарушений микроциркуляции и повреждение эндотелия сосудов.
- Проникающие через поврежденный кишечник бактерии или эндотоксины становятся триггерами начала или усугубления септической ситуации [19].
Быстрое вливание кристаллоидов в сочетании с искусственными коллоидами является оптимальной схемой первичной инфузии при тяжелом кровотечении, сопровождающемся геморрагическим шоком для компенсации резко сниженной преднагрузки [20]. Однако, в тяжелых случаях применение большого объема инфузионной терапии не может восстановить трофический потенциал кровотока и клеточный гомеостаз, особенно в паренхиматозных органах, т. е. не позволяет предотвратить трансформации шока в СПОН [21]. Назначение большого количества жидкости внутривенно в течение короткого промежутка времени несет в себе риск развития тканевого отека, особенно в слизистой кишечника и легких, нарушения микроциркуляции в которых при шоке наиболее выражены [22].
Использование гипертонических растворов натрия хлорида для лечения тяжелых стадий шока было впервые предложено в 1944 г [23]. Было показано, реакция организма на инфузию гипертонических растворов находятся в прямой зависимости от артериального давления (АД): при нормальных показателях внутриартериальная инфузия 5%, 10%, 20% растворов приводят к незначительному и кратковременному подъему АД; при гипотензии, особенно в условиях тяжелого шока, происходит резкий , в большинстве случаев стойкий подъем АД на 30 – 60 мм Hg (в некоторых случаях эффект менее длительный – в пределах 3 – 10 мин). Автор констатировал иногда снижение АД при внутривенных инфузиях 10%, 20% растворов натрия хлорида.
В 1980 г. Velasco et al. [24] опубликовал экспериментальные данные об оживлении собак, подвергавшихся тяжелому геморрагическому шоку. При компенсации кровопотери изотоническими растворами летальность среди животных составила 100%. В случае применения 7.5% раствора натрия хлорида в объеме, равном 10% кровопотери, быстро возрастало системное давление, восстанавливался сердечный выброс, а выживаемость животных составила 100%. В это же время были опубликованы материалы исследований 12 больных с гиповолемическим шоком, которым на фоне общепринятого лечения внутривенно вводили от 100 до 400 мл 7.5% раствора натрия хлорида порциями по 50 мл. У больных реакцией на введение были повышение АД, восстановление выделения мочи и сознания, следовательно, обратимости шока [25].
Эти работы послужили толчком к дальнейшим исследованиям, к возникновению понятия «малообъемного оживления» (small-volume resuscitation) как одного из методов экстренной терапии различных стадий шока, терминальных состояний. Различные группы исследователей показали, что даже при 50 % кровопотере такие небольшие объемы 7.5 % раствора натрия хлорида, как 4 мл/кг достаточны для значительного подъема системного АД и восстановления сердечного выброса [26-28, 29-31, 33-35].
Во время «малообъемного оживления» гипертонический раствор натрия хлорида вводится капельно в периферическую вену. Такой метод приводит к быстрому и продолжительному увеличению концентрации натрия в плазме и тем самым является инициатором резкого трансмембранного градиента. Наиболее важным механизмом действия гипертонического раствора является быстрая мобилизация эндогенной жидкости с увеличением внутрисосудистого объема [36, 31, 33, 37]. Дополнительно разными авторами в качестве механизмов действия гипертонического раствора называются: стимуляция ЦНС, различные нейрорефлекторные механизмы, повышение симпатической активности, высвобождение гормонов, улучшение текучести крови, восстановление самостоятельной активности артериол [38, 39], оптимизация работы сердца за счет увеличения преднагрузки и уменьшения постнагрузки [40, 41]. Эффект перемещения жидкости наиболее ярко выражен в тех капиллярных зонах, где имеется отечный эндотелий. Чем больше отек эндотелия, тем сильнее проявляется эффект снижения гидравлического сопротивления и улучшения тканевой перфузии после применения гипертонического раствора натрия хлорида [37]. Mazzoni et al. [42] исследовали изменение объема слоя эндотелиальных клеток при воздействии гипертонического раствора и сделали вывод, что повышение осмолярности плазмы до 460 мосм/л, которое достигается в конце болюсной инфузии 7.5% раствора натрия хлорида [37], приводит к сокращению объема эндотелиального слоя на 20%.
С помощью метода ядерно-магнитного резонанса с применением изотопа Р31 удалось показать, что ранний клеточный ответ на повышение внеклеточной осмолярности с 320 до 480 мосм/л при добавлении гипертонического раствора натрия хлорида заключался в сокращении глиомы С6 клеток на 33 % от их исходного объема [43]. Это происходит одновременно с повышением внутриклеточного рН и концентрации АТФ, обусловленных сокращением клеточного объема. Если допустить, что рН является критическим фактором чувствительности, то клетки регулируют рН ценой своего объема. Исходя из этого, при интенсивной терапии шока можно ограничивать капиллярную дисфункцию, восстанавливая нормальный объем эндотелиальных клеток путем инфузии гипертонических солевых растворов [44].
При изучении механизма действия гипертонического раствора натрия хлорида в эксперименте на кроликах при геморрагическом шоке (объем кровопотери 62% ОЦК) показано, что инфузия 7.5% раствора натрия хлорида в объеме 25% потерянной крови сопровождается углублением системного ацидоза, уменьшением уровня лактата в крови [136], одновременным резким снижением уровня калия до патологических величин. Предполагаемый механизм этих эффектов – замена ионов калия на внутриклеточные Н-ионы. Иными словами, терапия геморрагического, травматического шока гипертоническими растворами натрия хлорида приводит к немедленному снижению внутриклеточного ацидоза, а снижение уровня калия может рассматриваться как положительный терапевтический эффект: ни в одном случае не наблюдалось нарушений ритма сердца, а снижение уровня лактата можно рассматривать как результат улучшения перфузии тканей [2].
Последние данные, полученные в эксперименте на животных, наводят на мысль о том, что быстрый гипертонический ответ на введение гипертонического раствора в виде увеличения сердечного выброса и восстановления периферического кровотока может быть в какой-то мере обусловлен высвобождением эйкосаноидов [45] и увеличением соотношения 6-кето ПГ F12 / тромбоксан В2 [46]. Это может также объяснить и характерную острую гипотензивную реакцию, наблюдаемую вслед за быстрой инфузией гипертонического солевого раствора у собак, которая обусловлена не сердечной депрессией, а скорее всего снижением общего периферического сопротивления [47].
Тем не менее при изучении влияния гипертонического раствора хлорида натрия на изолированное сердце было выявлена депрессия сердечной деятельности, которая была расценена как прямое отрицательное инотропное действие гипертонического раствора на миокард 51. Схожий отрицательный инотропный эффект высокой концентрации натрия на изолированную сердечную ткань был доказан и другими авторами [52, 53]. Депрессивное влияние гипертонического хлорида натрия на миокард может быть частично обусловлено потерей воды из миофибрилл вследствие повышенной концентрации натрия как вне, так и внутри клетки [54]. Возникают изменения градиента концентрации натрия через мембрану клетки, которые вызывают снижение контрактильности миокарда. Повышенное соотношение внутри / внеклеточной активности натрия может также приводить к падению внутриклеточной активности кальция через натрий-кальциевый обмен и оказывать отрицательный инотропный эффект [55].
Сердечно – сосудистые изменения, наблюдавшиеся после внутривенной инфузии 7.5 % раствора хлорида натрия при тяжелом геморрагическом шоке [56] оказались идентичными таковым после его введения в желудочки головного мозга [57]. Повышение концентрации натрия свыше 15 – 20 ммоль/л в ликворе, т. е. уровня, подобного тому, который достигается при стандартной внутривенной инфузии гипертонического хлорида натрия, обеспечивает лучшую толерантность к кровотечению, улучшая деятельность сердечно-сосудистой системы [58]. На активацию симпатической нервной системы в ответ на инфузию гипертонического раствора указывает быстрое повышение уровня катехоламинов в плазме [59]. Катехоламинам и принадлежит существенная роль в положительном инотропном влиянии инфузии гипертонического раствора, изученном Liang and Hood [60] in vivo. По их мнению быстрая мобилизация жидкости наряду с активацией центральных церебральных механизмов являются ведущими физиологическими проявлениями, которые обеспечивают выгодную реакцию гемодинамики при интенсивной терапии шока с использованием гипертонических растворов хлорида натрия. Снижение содержания в плазме миокардиодепрессивного фактора за счет гемодилюции предложено считать [61] в качестве еще одного компонента, оказывающего выгодное влияние на сердечную деятельность при инфузии гипертонического раствора.
При экспериментальном изучении геморрагического шока в сочетании с внутричерепной гипертензией было обнаружено, что применение 7.2 % раствора натрия хлорида сопровождалось снижением внутричерепного давления и увеличением церебрального кровотока [63, 64]. В настоящее время можно рассматривать гипертонический раствор хлорида натрия как раствор выбора для неотложной помощи при тяжелой черепно-мозговой травме [65]. В клиническом исследовании, которое проводилось во многих центрах, было доказано, что применение 7.5 % натрия хлорида улучшало исход у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой, имевших оценку по шкале Глазго менее 8 баллов [66].
Небольшая продолжительность циркуляторного эффекта, получаемого резким повышением осмолярности плазмы, обусловлена быстрым уравновешиванием гипертонического раствора между внеклеточным и внутриклеточным секторами. Для того, чтобы сохранить достигнутое увеличение внутрисосудистого объема, гипертонический раствор натрия хлорида необходимо применять совместно с коллоидами, обладающими высокой способностью связывать воду (4.2 – 24% декстран 60/70 или 6 – 20% гидроксиэтилкрахмал 200000 и 450000 соответственно). Таким образом достигается одновременный эффект увеличения осмолярности плазмы и мобилизации внутриклеточной воды, а также увеличения онкотического давления плазмы и сохранения внутрисосудистого объема. Исследования на животных подтвердили, что в группе, где применялся только гипертонический раствор натрия хлорида, выживаемость была ниже, чем в группе, где к 7.2% хлориду натрия были добавлены коллоиды, позволявшие длительное время поддерживать гемодинамику [62]. Более того, коллоидам принадлежит свойство быстрого улучшения микроциркуляции. В экспериментах с применением радиоактивных микросфер при длительной гипотензии, вызванной травмой и кровотечением у собак с 50% кровопотерей было показано, что эффективный кровоток в почках и желудочно – кишечном тракте улучшался мгновенно и был более выраженным, когда в дополнение к 7.2% раствору хлорида натрия применялся 10% декстран 60 [34]. В исследованиях, проведенных на овцах, подвергавшихся геморрагическому шоку, установлено, что после инфузии 4 мл/кг 7.5% раствора натрия хлорида (2400 мосм/л) или 7.5% раствора натрия хлорида в декстране 60 объем плазмы увеличивается на 8 мл/кг и 12 мл/кг соответственно [67]. Это подтверждает необходимость введения коллоидных молекул, связывающих воду, чтобы удержать быстро достигнутое увеличение внутрисосудистого объема, и требует инфузий сильнодействующих коллоидов с высокой водосвязывающей способностью (известно, что 1 г декстрана 60 связывает 20 – 25 мл воды, т. е. потребность в нем составляет 4.8 – 6 мл/кг при дозе 7.2 – 7.5% натрия хлорида 4 мл/кг, используемой при «малообъемном оживлении», в связи с чем ряд авторов предложили увеличить его концентрацию до 10% [38, 68-70] ).; более высокая концентрация не является оптимальной, т. к. он приобретает повышенную вязкость, которая может служить помехой для практического применения. Nolte et al. [71] докладывали о взаимодействии лейкоцитов и эндотелия при инфузии гипертонически-гиперонкотических растворов при ишемической / реперфузионной травме. Они продемонстрировали, что после 4-часовой ишемии и последующей реперфузии складки кожи на спине у хомяков количество лейкоцитов, прилипающих к эндотелию посткапиллярных венул в последующие 24 часа было существенно ниже после проведенной инфузии 7.2% хлорида натрия / 10% декстрана 60. Более того, этот раствор эффективно снижал макромолекулярное пропитывание интерстиция и набухание эндотелия капилляров при измерении диаметра сосудов. Применение же одного гипертонического раствора натрия хлорида без онкотического компонента было менее эффективным в плане защиты от постишемического взаимодействия лейкоцитов и эндотелия и последствий этого взаимодействия. Наряду с этим доказана безопасность для больных назначения смеси гипертонического раствора хлорида натрия и коллоидов, т. к. ни в одном из клинических случаев не отмечалось неблагоприятных побочных эффектов, присущих коллоидам, не наблюдалось ни одной анафилактоидной реакции [62].
Таким образом, можно выделить следующие эффекты гипертонически-гиперонкотических растворов при интенсивной терапии шока [72]:
- увеличение внутрисосудистого объема
- гемодилюция
- снижение вязкости крови
- увеличение венозного возврата
- увеличение преднагрузки – увеличение сердечного выброса
- снижение постнагрузки
- улучшение периферической микроциркуляции
- уменьшение работы сердца
- уменьшение отечности сосудистого эндотелия
Непосредственное воздействие на клеточную мембрану
- за счет повышения активности симпатической нервной системы
- изменение клеточной функции
Таким образом, представленный метод «малообъемного оживления» пострадавших с тяжелой травмой, массивной кровопотерей, в тяжелейших стадиях шока, в терминальных состояниях патогенетически обоснован, обеспечивает мобилизацию, перераспределение, транспорт интерстициальной жидкости в сосудистое русло с быстрым подъемом артериального давления, улучшением кардиоваскулярных функций, в том числе сердечного выброса, потребления О2, с положительными нейрогенными эффектами. Он улучшает метаболические процессы, активно стимулирует гормональные реакции (выработка вазопрессинов, катехоламинов и пр.), способствует предотвращению необоснованной смертности в ранние периоды экстремальных ситуаций и профилактике поздних осложнений.
Механизм увеличения объема циркулирующей жидкости в сосудистом русле за счет перераспределения ее из внесосудистого сектора при введении малых объемов гипертонически-гиперонкотических растворов по сути дела тот же самый, что и естественная защитно – приспособительная реакция организма при тяжелой травме, массивной кровопотере – аутогемодилюция [2].
Гипертонически-гиперонкотические растворы к настоящему времени зарегистрированы в Южной Америке (6% декстран 60/70 в 7,5% растворе NaCl) и в Австрии (10% гидроксиэтилкрахмал 200/0,5 в 7,2% NaCl) [21].
источник
Осмос – это движение воды через мембрану в сторону более высокой концентрации веществ.
Концентрация веществ в цитоплазме любой клетки выше, чем в пресной воде, поэтому вода постоянно заходит внутрь клеток, соприкасающихся с пресной водой.
- Эритроцит в гипотоническом растворе наполняется водой до отказа и лопается.
- У пресноводных простейших для удаления лишней воды имеется сократительная вакуоль.
- Растительной клетке не даёт лопаться клеточная стенка. Давление наполненной водой клетки на клеточную стенку называется тургор.
В гипертоническом растворе вода выходит из эритроцита, и он сморщивается. Если человек будет пить морскую воду, то соль поступит в плазму его крови, и вода будет выходить из клеток в кровь (все клетки сморщатся). Эту соль необходимо будет выводить с мочой, количество которой превысит количество выпитой морской воды.
У растений происходит плазмолиз (отход протопласта от клеточной стенки).
Морским и паразитическим простейшим не нужна сократительная вакуоль, потому что концентрация веществ в их цитоплазме такая же, как в соленой воде, и осмос не происходит.
Физиологический раствор – это 0,9% раствор хлорида натрия. Такую же концентрацию имеет плазма нашей крови, осмос не происходит. В больницах на основе физраствора делают раствор для капельницы.
30-01. Что произойдет с эритроцитами, если их поместить в раствор солей, концентрация которых равна концентрации солей в крови?
А) останутся неизменными
Б) сморщатся
В) склеятся
Г) набухнут
30-02. Почему не рекомендуется пить морскую воду?
А) Это может привести к обезвоживанию организма
Б) Клетки человека могут разбухнуть от избытка воды
В) В морской воде слишком много йода
Г) Морская вода неприятна на вкус
30-03. В стеклянный стакан, заполненный раствором поваренной соли, поместили эритроциты. Рассмотрите рисунки и определите по внешнему виду эритроцита концентрацию раствора в сосуде Б, если в крови в норме она составляет 0,9%. 
А) 1,7%
Б) 1,3%
В) 0,9%
Г) 0,4%
30-04. Концентрация солей в физиологическим растворе, вводимом больному, должна быть всегда постоянна и равна
А) 0,9%
Б) 9%
В) 1,9%
Г) 9,9%
30-05. Если поместить эритроциты человека в раствор солей, концентрация которых больше концентрации солей в плазме крови, то форменные элементы
А) сморщатся
Б) внешне не изменятся
В) начнут слипаться
Г) набухнут и лопнут
30-06. В стеклянные стаканы, заполненные растворами поваренной соли различной концентрации, поместили эритроциты. Рассмотрите рисунки и определите по внешнему виду эритроцита концентрацию раствора в сосуде А, если в крови в норме она составляет 0,9%.
А) 1,2%
Б) 0,9%
В) 0,7%
Г) 0,3%
источник