Исследование физико-химических свойств крови

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Кровь представляет собой  коллоидно-полимерный раствор, растворителем  в котором является вода, растворимыми веществами — соли и низкомолекулярные  органические соединения, коллоидным компонентом — белки и их комплексы.

Исследование системы  крови включает не только определение  качественного и количественного  состава периферической крови, но и  исследование костного мозга, селезенки, лимфатических узлов и тех  патологических очагов кроветворения, которые могут образовываться в органах и тканях. Исследование крови животных широко применяется при инфекционных (инф. анемия, ИЭМ) и инвазионных (пироплазмозы, нутталлиоз, трипанозомозы) заболеваниях, при болезнях обмена веществ (родильный парез, гемоглобинемия лошадей) и кроветворного аппарата (анемии различного происхождения, лейкемия) и при болезнях органов (сердца, печени, почек).  В патологических условиях могут изменяться основные физико-химические свойства крови: плотность, осмотическое давление, поверхностное натяжение, вязкость, электропроводность, кислотно-щелочное равновесие.

Плотность крови колеблется в зависимости от содержания в  ней эритроцитов, белков, отчасти  хлористого натрия и многих других веществ. При различных заболеваниях, сопровождающихся гидремией (болезнях почек, качественном голодании, кахексии и др.), плотность крови снижается, опускаясь иногда до 1,030 (норма у  лошади 1,050-1,060).

Увеличение плотности  крови до 1,080 и выше обнаруживают при ожогах больших поверхностей, длительных поносах, несахарном диабете  и ряде инфекционных заболеваний, ведущих  к сгущению крови (ангидремия) и увеличению содержания в ней белков.

 

 

 

1. Исследование крови  животных.

К специальным методам  исследования крови прибегают в  тех случаях, когда необходимо и  возможно установить диагноз на уровне изучения морфологических характеристик  клеток в мазке или изменения  их функциональных свойств под воздействием различных факторов. В первом случае исследования ведут с использованием цитохимических красителей, специфически реагирующих с определенными  включениями или компонентами клеток; функциональные свойства клетки определяют как ответ на физико-химические воздействия.

 

        Правила взятия крови у животного

Условия взятия крови и  ее сохранность до начала лабораторных исследований имеют важное значение при получении достоверных результатов. Во многом эти результаты зависят от техники взятия крови и используемых при этой инструментов. В организме различает артериальную, венозную и капиллярную кровь, которая имеет незначительные цитологические и биохимические отличия. Для морфологических исследований пользуются почти исключительно капиллярной кровью, а при биохимических - венозной.

Капиллярную кровь берут  из внутренней поверхности ушной  раковины. Шерсть на месте взятия крови  выстригают, очищают место укола  ватным тампоном, смоченным спиртом-эфиром. Укол делают на глубину до 2 мм. Первую каплю крови стирают, т.к. она содержит случайные примеси и лимфу, а  последующие берут для исследования. Очень важно, чтобы кровь вытекала из ранки без надавливания на ткани, иначе она смешивается с лимфой и изменяет свой клеточный и биохимический  состав. Истечение крови можно  ускорить, если предварительно прогревать место укола в теплой воде или  источником сухого тепла (фен, электролампа).

 

При венепункции прокол окружающих вену тканей и стенки вен делают в один прием. Иглы для взятия крови  должны быть с коротким срезом и  достаточно большим диаметром, чтобы  не травмировать противоположную стенку вены и не вызвать повреждения  эритроцитов. Предварительно иглы стерилизуют  кипячением в 1%-ом растворе бикарбоната  натрия, место вкола обрабатывают аналогично получению капиллярной крови. При взятии крови из яремной вены иглу вкалывают на границе перехода верхней трети шеи в среднюю. Чтобы вызвать достаточное наполнение вены и уменьшать ее подвижность, вену сдавливает в середине шеи резиновым жгутом или пальцем. При проколе вены необходимо держать иглу в руке так, чтобы направление ее совпало с линией хода вены и чтобы срез иглы был направлен вверх, к голове. Иглу вкалывают под острым углом - в 20-30°. При попадании в вену из иглы вытекает кровь.

Кровь должна стекать по стенке пробирки во избежание разрушения эритроцитов и при необходимости немедленно смешиваться с достаточным количеством антикоагулянта.

Перед извлечением иглы из вены резиновый жгут снимают, пережимают вену пальцем выше места вкола, иглу извлекают, а место вкола некоторое время сдавливают тампоном для предотвращения образования гематомы. В заключении область венепункции дезинфицируют настойкой йода и заливают Колодием.

В зависимости от характера  исследований готовят определенное количество пробирок. Стенки стеклянной посуды способны обмениваться ионами с кровью, а следы моющих средств  и поврежденные пробирки влияют на активность, ферментов. Это можно  исключить, если использовать пластмассовые, пробирки одноразового пользования; для  некоторых исследований стенки стеклянных пробирок покрывают слоем парафина или силиконового масла.

 

В зависимости от задач  исследования анализу подвергают цельную кровь, плазму или сыворотку.

В цельной крови определяют морфологические показатели, а также  содержание глюкозы, кетоновых тел, меди, цинка, кобальта, марганца, селена и др., т.е. веществ, равномерно распределенных между плазмой и эритроцитами. Для исследования веществ, неравномерно распределенных между клетками и жидкой частью крови, следует использовать сыворотку или плазму. В сыворотке, например, исследуют общий белок и его фракции, остаточный азот, мочевину, свободные аминокислоты, липиды, холестерин, билирубин, кальций, неорганический фосфор, магний, йод, связанный с белком (СБЙ), каротин, витамины, ферменты и др. В плазме - резервную щелочность, содержание натрия, калия, неорганического фосфора, магния, каротина, витаминов А, С и др.

Для получения пробы цельной  крови или плазмы ее стабилизируют, т.е. в пробирку вносят противосвертывающее вещество - антикоагулянт. Антикоагулянты лучше применять в виде растворов.

Для получения сыворотки  пробирки с кровью рекомендуется  в процессе взятия крови помещать в термостат с температурой до 38°С. При массовых обследованиях  животных таким импровизированным  термостатом может быть достаточная  емкость с водой указанной  температуры. После завершения работ  по взятию крови, свернувшиеся пробы  обводят тонкой спицей из нержавеющей  стали для лучшего отделения  сыворотки и ставят в термостат  при 37-38° С на 1-2 часа для окончательного отделения сыворотки. Сыворотку сливают и центрифугируют 20 минут при 2000-3000 об/мин.

Для получения плазмы кровь  с антикоагулянтом центрифугируют 20-30 минут при 2000-3000 об/мин. Плазма крови  отличается от сыворотки наличием фибриногена.

 

Цельную кровь, плазму и сыворотку  для непродолжительного хранения помещают в холодильник (+2…+4°С), длительное хранение сыворотки требует температуры - 20°С.

Нарушение условий хранения проб может стать причиной погрешностей анализа. В результате длительного  стояния сыворотки, над эритроцитами могут наступить сдвиги в концентрации ряда компонентов: повышается концентрация калия, активности кислой фосфатазы, аминотрансфераз, лактатдегидрогеназы, гидроксибутиратдегидрогеназы, понижается содержание глюкозы вследствие гликолитических процессов. При температуре около 20°С в цельной крови возрастает содержание аммиака, многие ферменты даже при температуре холодильника быстро теряют свою активность (креатинкиназа, кислая фосфатаза), в лактатдегидрогеназа, напротив, быстрее теряет активность при низких температурах.

Возникший при взятии или  хранении гемолиз эритроцитов приводит к повышению концентрации калия, активности кислой фосфатазы, аминотрансфераз, лактатдегидрогеназы, гидроксибутиратдегидрогеназы. Неумелое встряхивание проб при перемешивании их содержимого или при транспортировке также может вызвать гемолиз эритроцитов.

При проведении специальных  исследований нужно внимательно  следить за выполнением особых, оговоренных  в описании методик правил взятия, консервации и хранения проб крови.

Осмотическое  давление. Клетки крови, а также клетки органов и тканей имеют полупроницаемые мембраны, способные пропускать воду и не пропускать различные растворенные в ней соединения. Таких соединений в плазме крови много. Это прежде всего соли, находящиеся в диссоциированном состоянии. Концентрация солей в крови у млекопитающих составляет около 0,9 %. От их содержания главным образом и зависит осмотическое давление крови. Осмотическое давление — сила движения растворителя через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный.

 Осмотическое давление  играет значительную роль в  поддержании концентрации различных  веществ, растворенных в жидкостях  организма, на физиологически  необходимом уровне. Следовательно,  осмотическое давление определяет  распределение воды между тканями  и клетками. Растворы с осмотическим  давлением, более высоким, чем  осмотическое давление содержимого  клеток (гипертонические растворы), вызывают сморщивание клеток  вследствие перехода воды из  клетки в раствор. Напротив, растворы  с более низким, чем осмотическое, давлением содержимого клеток (гипотонические  растворы) вызывают увеличение объема  клеток в результате перехода  воды из раствора в клетку. Растворы с осмотическим давлением,  которое равно осмотическому  давлению содержимого клеток (изотонические  растворы), не вызывают изменения объема клеток. Все это свидетельствует о том, что даже незначительные изменения состава плазмы крови могут оказаться губительными для многих клеток организма и прежде всего самой крови.

 Необходимость поддержания  на постоянном уровне осмотического  давления жидких сред организма  возникла в процессе эволюции в связи с переходом животных к жизни в пресной воде и на суше. Так появились животные, которые смогли поддерживать осмотическое давление тканевых жидкостей на более низком и более высоком уровне, чем у окружающей среды (гипотоническая у некоторых морских животных и гипертоническая осморегуляция у пресноводных).

 Осмотическое давление  крови млекопитающих всегда находится  на относительно постоянном оптимальном  для обмена веществ уровне  и составляет 7,3 атм (5600 мм рт. ст., или 745 кПа, что соответствует температуре замерзания — 0,54 °С). Для его поддержания существует совокупность специальных осморегуляторных механизмов, но прежде всего способностью к нормализации осмотического давления обладает сама кровь. Она может выполнять роль осмотического буфера при различных сдвигах либо в сторону осмотической гипертонии, либо гипотонии. Эта функция связана с перераспределением ионов между плазмой и эритроцитами, а также со способностью белков плазмы крови связывать и отдавать ионы.

 Помимо этого, в стенках кровеносных сосудов, тканях, гипоталамусе находятся специальные осморецепторы, реагирующие на изменение осмотического давления. Их раздражение сопровождается рефлекторным изменением деятельности выделительных органов, приводящих к удалению избытка воды или поступивших в кровь солей. Такими органами являются почки и потовые железы.

 Тонкие механизмы присущи  только высшим позвоночным животным. Морские беспозвоночные животные  не обладают такой способностью. У них осмотическое давление  крови изменяется вместе с  изменением осмотического давления окружающей морской воды.

 Онкотическое давление. Помимо солей в плазме крови содержится много белков (7−8 %). Белки также создают осмотическое давление, которое принято называть онкотическим. Это давление гораздо меньше создаваемого солями осмотического и составляет в среднем 30 мм рт. ст. Разница в величине давлений объясняется тем, что хотя белки и имеют огромную молекулярную массу, но они менее подвижны, чем ионы. Главным же условием создания осмотического давления является не масса, а число ионов и их подвижность. Этим условиям в большей степени отвечают растворенные в плазме соли.

 Онкотическое давление является фактором, способствующим переходу воды из тканей в кровяное русло. Онкотическому давлению противодействует давление, под которым находится кровь в капиллярах, т.е. гидростатическое давление крови. В артериальной части капилляров оно достигает 35 мм рт. ст. и, следовательно, превышает величину онкотического давления плазмы. Поэтому здесь жидкость переходит из крови в окружающую капилляры ткань. Наоборот, у венозного конца капилляра гидростатическое давление крови уже ниже онкотического и вода из тканей переходит обратно в кровь. Благодаря такому механизму, основанному на разности между онкотическим и гидростатическим давлениями, кровь находится в непрерывном обмене с тканевой жидкостью.

 Реакция крови. Буферные  функции. Важнейшим показателем  постоянства внутренней среды  организма является ее активная  реакция, определяемая концентрацией  водородных (Н+) и гидроксильных (ОН+) ионов. Для оценки активной  реакции крови применяют водородный  показатель, или рН (от англ, power Hydrogen — сила водорода), являющийся отрицательным логарифмом концентрации водородных ионов. Активная реакция имеет исключительное значение, поскольку абсолютное большинство обменных реакций могут нормально протекать только при определенных показателях рН.

 В эволюционном раду беспозвоночные и некоторые позвоночные животные характеризуются широким диапазоном колебаний рН внутренней среды. Например, у насекомых этот показатель находится в пределах 6,4−8,0. Кровь млекопитающих и человека имеет слабощелочную реакцию: рН артериальной крови составляет 7,35−7,47, венозной — на 0,02 единицы ниже. Содержимое эритроцитов обычно на 0,1−0,2 единицы рН более кислое, чем плазма.

 Несмотря на непрерывное  поступление в кровь кислых  и щелочных продуктов обмена, рН крови сохраняется на относительно  постоянном уровне. Поддержание  этого постоянства обеспечивается  многочисленными физико-химическими,  биохимическими и физиологическими  механизмами. Так как в крови  существует довольно постоянное  отношение между кислыми и  щелочными компонентами, его принято  обозначать термином кислотно-щелочное  состояние (равновесие, баланс).