Природа осмотического давления
Жизнедеятельность клеток напрямую зависит от стабильности окружающей их среды. Важнейшей характеристикой крови выступает осмотическое давление — это физическая сила, с которой различные растворенные в плазме вещества способны удерживать молекулы воды внутри своей гидратной оболочки. Кроме того, эта же сила заставляет воду притягиваться и перемещаться через полупроницаемые биологические мембраны в сторону более высокой концентрации растворенных частиц.
В медицинской практике и физиологии для оценки этой силы используются современные клинические показатели:
- Осмолярность — отражает концентрацию осмотически активных веществ в единице объема всего раствора. Измеряется в миллиосмолях на литр раствора (мОсм/л).
- Осмоляльность — показывает концентрацию тех же активных веществ, но уже в расчете на массу чистого растворителя. Измеряется в миллиосмолях на килограмм воды (мОсм/кг H₂O).
Традиционно осмотическое давление также может выражаться в атмосферах или миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).
Ионный состав и равновесие жидкостей
Нормальный показатель осмоляльности плазмы крови держится на уровне около 300 мОсм/кг H₂O. В норме внутриклеточная и внеклеточная жидкости всегда находятся в состоянии строгого осмотического равновесия. Возможны лишь кратковременные физиологические отклонения, которые организм быстро компенсирует.
Осмотическое давление в первую очередь создается электролитами — низкомолекулярными веществами, такими как неорганические соли и их ионы. Осмотически активными признаются те вещества, которые плохо проникают через клеточную мембрану, тем самым вынуждая воду двигаться для выравнивания концентраций.
В составе внеклеточной жидкости присутствуют различные ионы, основные из которых:
- Ионы хлора ($Cl^-$)
- Бикарбонат-ионы ($HCO_3^-$)
- Ионы натрия ($Na^+$)
Именно ионы натрия играют ведущую роль: на их долю приходится более 90% всего вклада в общую осмоляльность плазмы крови.
Онкотическое (коллоидно-осмотическое) давление
Онкотическое давление представляет собой небольшую, но критически важную часть общего осмотического давления. В отличие от кристаллоидного давления, создаваемого солями, онкотическое давление формируется исключительно высокомолекулярными коллоидными соединениями, преимущественно плазменными белками.
Механизм его действия заключается в том, что крупные молекулы белков физически не способны пройти через неповрежденную мембрану капиллярной стенки. Оставаясь в сосудистом русле, они надежно удерживают воду в своих массивных гидратных оболочках.
Несмотря на то, что вклад белков в общее давление крови крайне мал по сравнению с ионами, величина онкотического давления выступает критическим фактором. Именно оно определяет вектор и объем транспорта воды, а также растворенных в ней веществ через стенку капилляров, регулируя постоянный обмен жидкостью между кровью и межклеточным пространством.
Количественные параметры онкотического давления при нормальной концентрации белка в крови (70 г/л) составляют:
- Около 1,65 мОсм/кг H₂O (из общих 300 мОсм/кг H₂O).
- В традиционных единицах это равняется примерно 25 мм рт. ст.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие конкретно фракции белков плазмы вносят основной вклад в онкотическое давление?
Основной вклад в онкотическое (коллоидно-осмотическое) давление крови вносит фракция альбуминов.
Они представляют собой белки с относительно низкой молекулярной массой, которые синтезируются преимущественно в печени. Разница давлений, создаваемая альбуминами, противодействует гидростатическому давлению и удерживает жидкость в сосудистом русле, обеспечивая всасывающую силу плазмы.
К каким последствиям приводит снижение онкотического давления плазмы?
Снижение онкотического давления плазмы крови приводит к переходу жидкости из сосудистого русла в ткани и развитию отеков.
Основные патогенетические последствия:
- Увеличение фильтрации жидкости из артериол и прекапилляров в интерстиций.
- Уменьшение резорбции воды из интерстиция в посткапилляры и венулы.
При нефротических отеках избыточное выделение альбуминов с мочой снижает онкотическое давление плазмы, усиливает фильтрацию жидкости из капилляров в ткани и приводит к снижению объема циркулирующей крови.
ОСМОтическое = ОСновное давление (соли, низкомолекулярные, 300 мОсм/кг). ОНКОтическое = Объемно-Непроницаемое (белки, высокомолекулярные, всего 25 мм рт. ст., но держит воду в сосудах).
Вопросы с занятий и экзамена
В чем отличие осмолярности от осмоляльности?
Осмолярность рассчитывается на единицу объема раствора (литр), а осмоляльность — на массу растворителя (килограмм воды).
Что создает основную часть осмотического давления плазмы?
Основную часть создают низкомолекулярные электролиты. Главный вклад (более 90%) вносят ионы натрия ($Na^+$).
Почему онкотическое давление так важно, если его значение всего 1,65 мОсм/кг?
Потому что белки не проникают через стенку капилляров. Эта небольшая разница в давлении является критическим фактором, который удерживает воду в кровеносном русле и предотвращает ее чрезмерный выход в ткани.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы транспорта воды через капиллярную стенку
- Форменные элементы крови и их роль
- Буферные системы крови
- Кратковременные нарушения осмотического равновесия
- Формирование гидратных оболочек вокруг молекул
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Давление крови» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 112 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Кровь»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.