Диффузия и осмос в клетке крови

Диффузия
Кровь не вступает в прямое соприкосновение с клетками организма. Процесс передачи кислорода и питательных веществ из крови к клеткам осуществляется в несколько этапов:
1) диффузия кислорода и питательных веществ из крови через стенку капилляра в межклеточную жидкость;
2) диффузия и активный перенос кислорода из межклеточной жидкости через мембрану клетки;
3) перенос кислорода и питательных веществ в самой клетке к местам потребления. Точно так же, поэтапно, но в обратном порядке происходят диффузия и активный перенос шлаков и углекислого газа из клетки в кровь.

Диффузия
Диффузию в клетках орга-низма удобнее всего рассматри-вать на примере тканевой жид-кости. Тканевая жидкость – это жидкость, содержащаяся в меж-клеточных и околоклеточных пространствах тканей и органов животных и человека. Тканевая жидкость является наряду с кровью и лимфой внутренней средой организма.
Химический состав, физи-ческие и биологические свойст-ва тканевой жидкости специ-фичны для отдельных органов.
Состав и свойства тканевой жидкости отличаются опреде-лённым постоянством, что пре-дохраняет клетки органов и тканей от воздействий, связан-ных с изменениями состава крови.
Проникновение в тканевую жидкость из крови веществ, не-обходимых для питания тканей, и удаление из неё продуктов обмена (метаболитов) осуществ-ляются через гистогематичес-кие барьеры. Оттекая от органов в лимфатические сосуды, тка-невая жидкость превращается в лимфу.

Диффузия
Схема диффузии веществ между капиллярами и клетками тела через тканевую жидкость, омывающую клетки: 1 – капилляр; 2 – эндотелий капилляра; 3 – тканевая жидкость; 4 – тканевые клетки; 5 – эритроциты.

Осмотическое давление
Состав плазмы крови
В 100 мл плазмы крови здорового человека содер-жится около 93 г воды. Остальная часть плазмы сос-тоит из органических и неорганических веществ. Плаз-ма содержит минеральные вещества, белки (в том числе ферменты), углеводы, жиры, продукты обмена веществ, гормоны, витамины.
Минеральные вещества плазмы представлены соля-ми: хлоридами, фосфатами, карбонатами и сульфатами натрия, калия, кальция, магния. Они могут находиться как в виде ионов, так и в неионизированном состоянии.

Осмотическое давление
Даже незначительные нарушения солевого состава плазмы могут оказаться губительными для многих тканей и для клеток самой крови. Суммарная концентрация минеральных солей, белков, глюкозы, мочевины и других веществ, растворенных в плазме, создает осмотическое давление.
Явления осмоса возникают везде, где имеются два раство-ра различной концентрации, разделенные полупроницаемой мембраной, через которую легко проходит растворитель (во-да), но не проходят молекулы растворенного вещества. В этих условиях растворитель движется в сторону раствора с большей концентрацией растворенного вещества. Одностороннюю диф-фузию жидкости через полупроницаемую перегородку назы-вают осмосом. Сила, которая вызывает движение растворителя через полупроницаемую мембрану, есть осмотическое давление. Осмотическое давление плазмы крови человека удерживается на постоянном уровне и составляет 7,6 атм.

Осмотическое давление
Осмотическое давление: 1 – чистый растворитель; 2 – со-левой раствор; 3 – полупроницаемая перепонка, разделяющая сосуд на две части; длина стрелок показывает скорость движе-ния воды через перепонку; А – осмос, начавшийся после за-полнения жидкостью обеих частей сосуда; Б – установление равновесия; Н – давление, уравновешивающее осмос.

Осмотическое давление
Солевой раствор, имеющий такое же осмотическое давле-ние, как плазма крови, называ-ют изотоническим раствором. Для человека изотоничен 0,9-про-центный раствор поварен-ной соли (NaCl).
Солевой раствор, осмоти-ческое давление которого выше, чем осмотическое давление плазмы крови, называют гипер-тоническим; если осмотическое давление раствора ниже, чем в плазме крови, то такой раствор называют гипотоническим.
Постоянство осмотичес-кого давления крови имеет важное значение для жизне-деятельности клеток организ-ма. Мембраны многих клеток, в том числе и клеток крови, тоже являются полупрони-цаемыми. Поэтому при по-мещении кровяных телец в растворы с различной кон-центрацией солей в клетках крови за счет осмотических сил происходят серьезные изменения.

Гипертонический раствор
Гипертонический раствор (обычно это 10-процентный раствор поваренной соли) применяют при лечении гной-ных ран. Если на рану наложить повязку с гипертоничес-ким раствором, то жидкость из раны будет выходить на-ружу, на повязку, поскольку концентрация солей в ней выше, чем внутри раны. При этом жидкость будет увле-кать за собой гной, микробы, отмершие частицы тканей, и в результате рана скорее очистится и заживет.
В гипертоническом растворе происходит уменьшение размеров эритроцитов, их сморщивание, которое легко обнаруживается по характерному фестончатому их краю. В изотоническом растворе край у эритроцитов гладкий.

Гипотонический раствор
Поскольку растворитель движется всегда в сторону раст-вора с более высоким осмотическим давлением, то при по-гружении эритроцитов в гипотонический раствор вода, по законам осмоса, интенсивно начинает приникать внутрь кле-ток. Эритроциты набухают, их оболочки разрываются, и со-держимое поступает в раствор. Наблюдается гемолиз. Кровь, эритроциты которой подверглись гемолизу, становится прозрачной, или, как иногда говорят, лаковой.
В крови человека гемолиз начинается при помещении эритроцитов в 0,44–0,48-процентный раствор NaCl, а в 0,28–0,32-процентных растворах NaCl уже почти все эритроциты оказываются разрушенными.

Осмотическое давление
Благодаря осмотическому давлению происходит про-никновение жидкости через клеточные оболочки, что обеспечивает обмен воды между кровью и тканями.
Осмотическое давление плазмы в основном создается неорганическими солями, поскольку концентрация сахара, белков, мочевины и других органических веществ, раство-ренных в плазме, невелика.
Несмотря на то что в кровь может поступать разное количество воды и минеральных солей, осмотическое давление поддерживается на постоянном уровне. Это до-стигается благодаря деятельности почек, потовых желез, через которые из организма удаляются вода, соли и другие продукты обмена веществ.