Caracteristicile fizico-chimice ale sangelui

Caracteristicile fizico-chimice ale sangelui

Culoarea sangelui este rosie purpuriu data de prezenta fierului din structura hemoglobinei; nuanta de rosu variaza cu gradul de saturare a hemoglobinei cu O₂. Sangele arterial cu grad inalt de saturare a hemoglobinei este rosu aprins iar sangele venos este rosu inchis,el avand un grad de saturare cu O₂ de circa 60%. In intoxicatiile cu CO se formeaza carboxihemoglobina care da sangelui culoarea rosu aprins iar sangele cu methemoglobina este rosu brun.

Temperatura sangelui variaza larg cu teritoriul vascular : sangele hepatic are 40-42 C iar sangele pulmonar 36 C; sangele din vasele cutanate are temperatura cea mai scazuta (34 C). Caldura specifica a sangelui este de 0,9 Kcal/l. Capacitatea termica mare a apei permite preluarea caldurii din tesuturile formatoare si disiparea ei.

Densitatea sangelui depinde de eritrocite in principal si de proteinele plasmatice; sangele total are o densitate cuprinsa intre 1033-1060. Plasma sanguina are densitatea cuprinsa intre 1018 si 1032 iar elementele figurate intre 1085 si 1095. Aceste diferente de densitate explica tendinta de sedimentare a elementelor figurate, cand sangele este scos din circulatie.

Presiunea osmotica a sangelui este proportionala cu greutatea moleculara a componentelor sale. Determinarea presiunii osmotice a se face prin stabilirea punctului crioscopic : cu cat presiunea osmotica este mai mare, punctul de inghetare este mai scazut. Exprimata prin punctul crioscopic presiunea osmotica este intre -0,56 C si -0,62 C sau 290-310 mOsm/l.Ea este generata in proportie de 93% de electroliti si 7% de substantele organice neelectrolitice (glucoza, uree ) si in mai mica masura (0,5%) de moleculele proteice.

Osmolaritatea plasmei este egala cu cea a citoplasmei eritrocitelor, fapt care permite mentinerea formei specifice si a functiei eritrocitelor. Mediile hipo si hipertonice modifica forma si functia eritrocitara.

Presiunea osmotica a sangelui este mentinuta in limite de variatie stranse, prin mecanisme umorale : cresterea osmolaritatii sangelui receptata in hipotalamus declanseaza senzatia de sete si secretia de hormon antidiuretic (ADH), care la nivelul tubilor renali determina resorbtia apei pentru corectarea presiunii osmotice. Scaderea concentratiei sodiului in sange si mai ales cresterea potasiului, receptata la nivel juxtaglomerular declanseaza secretia de renina care prin intermediul angiotensinei II determina la nivel de suprarenala secretia de aldosteron. In acest fel echilibrul hidro-electrolitic al sangelui si implicit al celulelor si al plasmei interstitiale sunt mentinute in limite fiziologice, presiunea osmotica a sangelui (izoosmia) fiind una din constantele fundamentale ale mediului intern.

Presiunea oncotica (coloid osmotica) este generata de concentratia proteinelor plasmatice; ea este direct proportionala cu aceasta si invers proportionala cu marimea moleculelor proteice avand in vedere diferentele de greutate moleculara intre proteinele plasmatice, ele participa inegal la generarea presiunii oncotice. Albuminele cu greutatea moleculara cea mai mica si concentratia cea mai mare, participa in masura cea mai mare la formarea presiunii oncotice ( 20 mmHg); ele sunt urmate de globuline (5mmHg) si de fibrinogen (1 mmHg).

Presiunea oncotica retine apa in capilare si se opune presiuni hidrostatice a sangelui in capilare ; participand astfel la mentinerea volemiei, prin recuperarea apei din interstitii in procesul de schimb intre sange si plasma interstitiala.

pH-ul sangelui este parametrul fiziologic mentinut in limitele cele mai stranse. El are o valoare de 7,3-7,57 in functie de specie. Variatiile in afara limitelor de 7,2-si 7,8 sunt incompatibile cu supravietuirea.pH-ul se exprima prin logaritmul cu semn schimbat al concentratiei ionilor de hidrogen (Sorensen,1909).

Procesele metabolice genereaza cataboliti acizi si alcalini care in permanenta tind sa modifice pH-ul sanguin. Constanta ph-ului (izohidria sau echilibrul acido-bazic ) in conditia producerii preponderent de metaboliti acizi la nivel celular, se obtine prin mecanisme fizico-chimice (sistemele tampon) si prin mecanisme biologice.

Sistemele tampon sunt repartizate in plasma si eritrocite.

Sistemele tampon plasmatice sunt reprezentate de:

sistemul H₂CO₃: NaHCO₃

sistemul proteina acida: proteinat de sodiu

sistemul fosfat monosodic :     fosfat disodic

Sistemele tampon eritrocitare sunt:

sistemul oxihemoglobina.oxihemoglobinat de potasiu

sistemul hemoglobina redusa.hemoglobinat de potasiu.

Cel mai important sistem tampon este sistemul acid carbonic -bicarbonat de sodiu, oxihemoglobina este un acid foarte puternic, fiind mai tare de 67 de ori decat hemoglobina redusa.

Repartitia puterii tampon in sange este :

65% in bicarbonati

28% in hemoglobina

6% in proteinati

1% in fosfati

Capacitatea sangelui de tamponare a excesului de acizi produsi de metabolism se exprima prin rezerva alcalina; ea reprezinta cantitatea da bicarbonat in sangele saturat cu O₂ la P_CO2 de 40 mmHg si la 37 C.

Sistemul tampon H₂CO₃ : NaHCO₃ intervine in mecanismele de transformare a CO₂ produs in celule, in bicarbonat. Acest mecanism este descris de fenomenul Hamburger direct si indirect care se desfasoara la polii celular si respectiv pulmonar ai sistemului respirator.

Mecanisme biologice de mentinere a echilibrului acido-bazic

Pulmonii au un rol important in mentinerea izohidriei prin nivelul de activitate ventilatorie, ei intervenind prin schimbarea P_CO2 care contribuie la valoarea rezervei alcaline. In hiperventilatie scade P_CO2 si creste pH-ul sanguin,rezultand alcaloza gazoasa ; in hipoventilatie creste P_CO2 si scade pH-ul sanguin generand acidoza gazoasa. Alaturi de modificarea sistemului tampon al bicarbonatilor, ventilatia pulmonara modifica si sistemele tampon eritrocitare.

Rinichii intervin fundamental in mentinerea izohidriei prin mecanismele de schimb de la nivelul tubilor contorti distali si al tubilor colectori. La acest nivel are loc schimbul H⁺ contra Na⁺ si Cl^- contra HCO₃^-. Reducerea eliminarii renale a H⁺ conduce la acidoza renala.

Ficatul contribuie la mentinerea izohidriei prin metabolizarea unor acizi ( acidul lactic) sau prin    conjugarea cu acid glucuronic

Tubul digestiv prin secretia gastrica de HCl, cea pancreatica hidraletica in special si a glandelor Brunner bogat in carbonati contribuie de asemenea la mentinerea echilibrului acido-bazic.

Vascozitatea sangelui. Newton a definit vascozitatea ca "lipsa de alunecare intre doua straturi vecine de lichid". Vascozitatea sangelui este rezultatul frecarii moleculelor din sange intre ele si dintre sange si peretii vaselor. Intre vascozitate si rezistenta opusa de sange in patul vascular este o relatie direct proportionala ; prin aceasta, vascozitatea sangelui influenteaza si presiunea arteriala.

Curgerea de tip laminar a sangelui in vasele mari determina o rezistenta la curgere mai mica, intrucat vascozitatea plasmei este de 1,5-2,5 ori mai mare decat a apei,iar a eritrocitelor de 4-5 ori mai mare. In capilare, eritrocitele cu un diametru mai mare decat al capilarelor determina o rezistenta la curgere mai mare care favorizeaza schimbul gazos. Vascozitatea sangelui variaza in functie de temperatura, viteza de curgere si diametrul vasului.