Коллоидные системы в медицине сообщение

Обновлено: 05.07.2024

Кровопотеря – скорее, правило, нежели исключение при тяжелых травмах, любых оперативных вмешательствах, в травматологии и ортопедии, при остром или хроническом заболевании. В патогенезе развития синдрома острой кровопотери принято выделять три основных фактора:

1) уменьшение объема циркулирующей крови (ОЦК) – это критический фактор для поддержания стабильной гемодинамики и системы транспорта кислорода в организме) ;

2) изменение сосудистого тонуса;

3) снижение работоспособности сердца.

В ответ на острую кровопотерю в организме больного развивается комплекс ответных компенсаторно-защитных реакций универсального характера. Патогенетическая роль гиповолемии в развитии тяжелых нарушений гомеостаза предопределяет значение своевременной и адекватной коррекции волемических нарушений и ее влияние на исходы лечения больных отделений реанимации. Невозможно представить высокий уровень медицинской помощи тяжело больному пациенту без проведения инфузионной терапии.

Различные растворы для инфузий используются на всех этапах оказания медицинской помощи: от догоспитального до отделения интенсивной терапии и реанимации. Вместе с тем эффективность инфузионной терапии во многом зависит от фармакологических свойств препарата и патогенетически обоснованной программы.

Острая кровопотеря приводит к выбросу надпочечниками катехоламинов, вызывающих спазм периферических сосудов и уменьшение объема сосудистого русла, что частично компенсирует возникший дефицит ОЦК. Централизация кровообращения позволяет временно сохранить кровоток в жизненно важных органах и обеспечить поддержание жизни при критических состояниях. Однако впоследствии этот компенсаторный механизм может стать причиной развития тяжелых осложнений острой кровопотери. Спазм периферических сосудов вызывает серьезные расстройства кровообращения в микроциркуляторном русле; это в свою очередь приводит к возникновению гипоксемии и гипоксии, накоплению недоокисленных продуктов метаболизма и развитию ацидоза, что и обусловливает наиболее тяжелые проявления геморрагического шока.

Острая кровопотеря остается главным показанием к проведению интенсивной терапии, направленной прежде всего на восстановление системной гемодинамики. Патогенетическая роль снижения ОЦК в развитии тяжелых нарушений гомеостаза предопределяет значение своевременной и адекватной коррекции волемических нарушений на исходы лечения больных с острой массивной кровопотерей. В этой связи инфузионно-трансфузионной терапии принадлежит ведущая роль в восстановлении и поддержании адекватного гемодинамическим запросам ОЦК, нормализации реологических свойств крови и водно-электролитного баланса.

По современным представлениям, эффективная инфузионная терапия включает следующие этапы:

I этап – восполнение объема циркулирующей крови (ОЦК) и интерстициальной дегидратации;

II этап – коррекция дисгидрий, дезинтоксикация, коррекция водно-электролитных нарушений;

III этап – энергетически-пластическое обеспечение.

Поддержание циркуляторного гомеостаза во время операции – одна из важнейших задач анестезиологии. Довольно эффективным методом ОЦК при острой кровопотере может быть изо- или гиперволемическая гемодилюция синтетическими плазмозаменителями [1].

Появление в клинической трансфузиологии плазмозаменителей на основе гидроксиэтилкрахмала (ГЭК) сделало возможным повысить эффективность инфузионно-трансфузионной терапии, так как эти препараты при внутривенном введении не вызывают выброса гистамина [2], мало влияют на свертывающую и антисвертывающую систему крови, практически не вызывают аллергических реакций и не нарушают иммунные реакции [3].

Синтетические коллоидные плазмозамещающие препараты делятся:

· на производные желатина;

· декстраны – среднемолекулярные с мол. массой 60-70 кДа, низкомолекулярные с мол. массой 40 кДа;

· производные гидроксиэтилированного крахмала (ГЭК) – высокомолекулярные с мол. массой 450 кДа; среднемолекулярные с мол. массой около 200 кДа; среднемолекулярные с мол. массой 130 кДа.

Желатин – это денатурированный белок, выделяемый из коллагена, основная часть которого выводится почками, небольшая доля расщепляется пептидазами или удаляется через кишечник. Внутривенное введение раствора желатина приводит к увеличению диуреза, но не вызывает нарушений функции почек даже при повторном введении. Плазмозамещающие средства на основе желатина оказывают относительно слабое влияние на систему гемостаза; имеют ограниченную продолжительность объемного действия, что обусловлено их молекулярной массой.

Плазмозамещающие средства на основе ГЭК интенсивно применяются в реанимации, на этапах лечения больных с геморрагическим, травматическим, септическим и ожоговым шоками, когда имеют место выраженный дефицит ОЦК, снижение сердечного выброса и нарушение транспорта кислорода.

Инфузионные растворы на основе ГЭК производятся путем частичного гидролиза амилопектина, входящего в состав кукурузного или картофельного крахмала, до заданных параметров молекулярной массы с последующим гидроксиэтилированием. Основными параметрами, отражающими физико-химические свойства препаратов на основе ГЭК, являются молекулярная масса, молекулярное замещение, степень замещения. Величина молекулярного замещения является основным показателем, отражающим время циркуляции ГЭК в сосудистом русле. Период полувыведения препарата со степенью замещения 0, 7 составляет около двух суток, при степени замещения 0, 6 – 10 часов, а при степени замещения 0, 4-0, 55 – еще меньше. Молекулярная масса различных растворов ГЭК представлена, например, такими препаратами, как Рефортан 6 % со средней молекулярной массой 200 кД, молекулярным замещением 0, 5, осмолярностью 300 мОсм/л, коллоидно-осмотическим давлением (КОД) 28 мм рт. ст. и рН раствора 4, 0-7, 0; Стабизол 6 % со средней молекулярной массой 450 кД, молекулярным замещением 0, 7 осмолярностью 300 мОсм/л, КОД 18 мм рт. ст. и рН раствора 4, 0-7. Чем меньше молекулярная масса и молекулярное замещение, тем меньше время циркуляции препарата в плазме. Данное обстоятельство следует учитывать при выборе конкретного препарата на основе ГЭК для проведения целенаправленной инфузионной терапии. Одной из причин длительной задержки ГЭК в сосудистом русле считается его способность образовывать комплекс с амилазой, вследствие чего получается соединение с большей относительной молекулярной массой. Характерно, что осмолярность растворов ГЭК составляет в среднем 300-309 мОсм/л, а значения КОД для 10 % и 6 % растворов крахмала равны 68 и 36 мм рт. ст. соответственно, что в целом делает эти растворы более предпочтительными для возмещения дефицита ОЦК.

В последнее время вызывает значительный интерес группа препаратов для так называемой малообъемной реанимации. Это комбинированные препараты на основе 7, 5 % гипертонического раствора натрия хлорида и коллоидных препаратов – гидроксиэтилкрахмала или декстрана. При однократном внутривенном струйном введении гипертонический раствор натрия хлорида увеличивает ОЦК путем перемещения интерстициальной жидкости в сосудистое русло. Немедленный волемический эффект (не менее 300 %) продолжается не более 30-60 минут, снижаясь до 20 % первоначального. Введение коллоидов в гипертонический раствор натрия хлорида удлиняет продолжительность волемического эффекта.

В настоящее время достаточно большое внимание уделяется изучению влияния различных плазмозамещающих растворов на гемодинамику, компенсацию волемических нарушений, показатели системы гемостаза при проведении инфузионной коррекции острой гиповолемии при различных критических состояниях.

Клиническое исследование, проведенное с целью оценки эффективности коллоидных плазмозамещающих растворов на основе декстрана и гидроксиэтилкрахмала в коррекции синдрома острой гиповолемии у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой, сопровождающейся травматическим шоком, продемонстрировало высокую эффективность применения плазмозаменителей на основе ГЭК в сравнении с декстраном полиглюкином.

Хотя стабилизация гемодинамических, волемических и гемоконцентрационных показателей у всех пострадавших начиная с первых суток оказания хирургической помощи и интенсивной терапии была однонаправлена и не носила критического характера, “цена” достижения их адекватного уровня в исследуемых группах была различной. При использовании полиглюкина объем и сроки инфузий СМП, гемотрансфузий были в 1, 5-2 раза больше, чем при применении коллоидных растворов 6 % и 10 % Рефортана, что значительно повышает риск осложнений инфузионно-трансфузионной терапии и увеличивает материальные затраты. Это обусловлено выявленными при исследовании позитивными свойствами ГЭК улучшать перфузию тканей, увеличивать доставку и потребление кислорода тканями, обеспечивать стойкий волемический эффект (волемический эффект Стабизола 6 % и Рефортана 6 % составляет 100 %, Рефортана 10 % – 140 %; продолжительность объемного действия соответственно 3-4 и 5-6 ч; КОД – 28 мм рт. ст. ; суточная доза Стабизола 6 % составляет 20 мл/кг, Рефортана 6 % – 33 мл/кг, Рефортана 10 % – 20 мл/кг). Все это не только повышает безопасность инфузионной терапии, включающей растворы ГЭК, но и расширяет возможности реализации больших объемов с высокой скоростью введения, особенно показанной при неотложных состояниях и в экстремальных условиях [4].

Эффективность коллоидных плазмозамещающих растворов на основе декстрана и ГЭК в коррекции синдрома острой гиповолемии подтверждена у 127 тяжело пострадавших (возраст от 22 до 57 лет). Частота 1, 2 и 3-й степени тяжести шока составила 10, 30 и 50 % соответственно. Тяжесть состояния пострадавших по APACHE II – 19-21 балл.

Величина общей кровопотери, включая травму и оперативное вмешательство, у всех обследованных пострадавших составила в среднем 38, 5 ± 1, 9 % ОЦК (29, 2 ± 3, 7 мл/кг). Объем ИТТ превышал объем кровопотери в 2-2, 5 раза. Методы исследования включали оценку гемодинамического профиля, объема циркулирующей крови, гемоконцентрационных показателей, кислородно-транспортной функции крови, показателей гемостаза.

В зависимости от состава программы ИТТ пострадавшие были рандомизированы на две группы. Контрольную группу составили 63 больных. Программа ИТТ, с учетом операционного периода, в первые сутки включала полиглюкин 971, 4 ± 80, 7 мл (23, 9 % от общего объема), растворы кристаллоидов 2060, 5 ± 55, 4 мл (53, 2 %), эритроцитную массу 833, 4 ± 67, 3 мл (22, 9 %). В последующие 2-3 суток послеоперационного периода объем инфузий полиглюкина в среднем составил 784, 3 ± 53, 9 мл в сутки, эритроцитной массы – 875, 5 ± 49, 3 мл в сутки (3-4 дозы). Соотношение эритроцитной массы, коллоидов и кристаллоидов – 1: 1: 2.

Во 2-й группе (основная – 65 больных) инфузионно-трансфузионную терапию проводили в первые сутки (включая интраоперационную инфузию) с применением 10 % раствора ГЭК (Рефортан ГЭК 10%) 1245, 5 ± 52, 5 мл (32, 4 % от общего объема ИТТ), растворов кристаллоидов 1755, 8 ± 80, 8 мл (46, 3 %), эритроцитной массы 505, 1 ± 48, 3 мл (13, 9 %). В последующем на 2-3 сутки объем инфузий 6 % ГЭК (Рефортан ГЭК 6%) составил 987, 8 ± 65, 8 мл в сутки, эритроцитной массы – 369, 7 ± 84, 3 мл в сутки (1-2 дозы). Соотношение эритроцитной массы, коллоидов и кристаллоидов – 1: 2: 3.

В обеих группах с 5-х по 7-е сутки использование синтетических коллоидов осуществлялось по показаниям. Как правило, со 2-3 суток в программу инфузионной терапии включали растворы для парентерального питания. Как показал анализ показателей гемодинамики, во всех исследуемых группах артериальное давление (АД) и частота сердечных сокращений (ЧСС) изменялись в первые часы после травмы. Так, АД снижалось до 80-90/50-60 мм рт. ст. , а ЧСС возрастала до 120-130 уд. в минуту. После окончания операции и на всех этапах исследования эти показатели быстрее восстанавливались во второй группе по сравнению с первой. Начиная с первых суток послеоперационного периода в группе 2 показатели гемодинамики стабилизировались в пределах 115-120/70-80 мм рт. ст. , пульс 84-86 уд. в минуту. В то же время у пострадавших группы 1 нормализация показателей гемодинамики происходила медленнее. Так, АД оставалось в пределах 100-110/60-65 мм рт. ст, ЧСС – 100-110 в минуту до 3-х суток и только к 5-7 суткам достигало уровня 117-120/70-75 мм рт. ст. при урежении ЧСС до 84-86 уд.

Известно, что величина кровопотери, в равной мере дефицит ОЦК и нарушения гемодинамики не имеют между собой четкой корреляционной зависимости в силу компенсаторных возможностей организма. Артериальное давление начинает снижаться при потерях более 20-25 % ОЦК. Следовательно, стабилизация гемодинамических показателей в более короткие сроки у пострадавших 2-й группы по сравнению с 1-й группой дает возможность оценить степень компенсации кровообращения у тяжело пострадавших при имеющемся волемическом состоянии, а значит, в определенной степени судить об адекватности, эффективности и преимуществах инфузионной терапии ГЭК.

Результаты исследований ОЦК и ее компонентов показали, что в первые часы после травмы у всех обследованных пострадавших дефицит ОЦК составил 19-21% как за счет ГО (42-43 %), так и ОП (5-7 %). При этом показатели гемоглобина были в пределах 80-90 г/л, гематокрита – 29-30 %, количество эритроцитов на уровне 3, 02-3, 15 × 1012/л. (табл. 1, 2).

В первые сутки после операции на фоне проводимой ИТТ в группе 2 отмечено повышение ОЦК до 64-67 мл/кг, ГО – до 23-26 мл/кг, гемоглобина – до 110-120 г/л, гематокрит увеличился до 34-37 %, а количество эритроцитов – до 3, 11-3, 42 × 1012/л. В последующем было выявлено постепенное увеличение волемических и концентрационных показателей к 7 суткам: ОЦК до 67-68мл/кг, ГО – 25-26мл/кг, гемоглобина – 115-121 г/л, гематокрита – 35-37 %, количества эритроцитов – 3, 54-3, 67 × 1012/л (р

В группе 1 в первые сутки после операции также отмечено повышение ОЦК до 64- 66 мл/кг, ГО – 24-25 мл/кг, гемоглобина – 106-116 г/л, гематокрит увеличился до 33, 5-34, 8 %, а количество эритроцитов – до 3, 49-3, 56 × 1012/л.

Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют, что в послеоперационном периоде на фоне избранной тактики возмещения кровопотери изменения ОЦК и ГО носили однонаправленный характер. Однако в поэтапном уменьшении их дефицита между группами имеются определенные различия. Если к 7-м суткам в группе 2 дефицит ОЦК не превышал 10 %, а ГО – 17 %, то в группе 1 эти показатели были равны соответственно 14 % (ОЦК) и 20 % (ГО). Отмеченные особенности в группе 2 со стороны ОЦК и ГО прослеживаются и при сравнении показателей гемоглобина, гематокрита, количества эритроцитов. Можно предположить, что ИТТ в 1 группе была неадекватна как по объему, так и по составу. Однако, анализируя проведенную инфузионно-трансфузионную терапию, видно, что в обеих группах объем кровопотери восполнен с превышением в 2-2, 5 раза. Кроме того, в течение 7 суток после операции объем инфузий эритроцитной массы, белковых препаратов, плазмы в группе 1превышал таковые в группе 2 в 1, 5-2 раза. Вместе с тем, волемические и гемоконцентрационные показатели у пострадавших группы 1оставались ниже, чем в группе 2 даже на 7 сутки.

Кроме этого, известна способность коллоидных плазмозамещающих растворов снижать общий белок после переливания рефортана на 25, 8 %. Восполнение операционной кровопотери Стабизолом при брюшнополостных операциях в объеме 16-20 % к ОЦК вызывает достоверное. Влияние Рефортана на свертывающую систему крови во время операции и через 24 часа после ее окончания представлена в табл. 4.

Проведенное рандомизированное исследование по оценке эффективности коррекции синдрома острой гиповолемии у реаниматологических больных синтетическими коллоидными растворами продемонстрировало высокую эффективность применения плазмозаменителей на основе гидроксиэтилкрахмала в сравнении с принятым на табельном оснащении декстраном. При его использовании объем и сроки инфузий свежезамороженной плазмы, гемотрансфузий были в 1, 5-2 раза больше, чем при применении коллоидных растворов, что значительно повышает риск осложнений инфузионно-трансфузионной терапии и увеличивает материальные затраты. Это обусловлено, выявленными при исследовании, позитивными свойствами гидроксиэтилкрахмала улучшать перфузию тканей, увеличивать доставку и потребление кислорода тканями, обеспечивать стойкий волемический эффект.

Разработка и производство новых инфузионных растворов на основе ГЭК дало новые возможности оптимизировать инфузионную терапию у больных в критических состояниях и создали выгодную альтернативу компонентам крови. Коллоидные плазмозамещающие препараты на основе ГЭК в изотоническом растворе хлорида натрия Рефортан и Стабизол обладают выраженным гемодинамическим эффектом, поддерживают среднединамическое артериальное давление, сохраняя при этом нормодинамический тип кровообращения. Инфузия этих препаратов в объеме 15-20 мл/кг массы тела существенно не влияет на показатели свертывающей и антисвертывающей системы крови. Все это не только повышает безопасность инфузионной терапии, включающей растворы ГЭК, но и расширяет возможности реализации больших объемов с высокой скоростью введения, особенно показанной при неотложных состояниях и в экстремальных условиях.

2. Asskali F. , Fix F. U. , Hoos J. , Fo rster H. , Dudziak R. Histaminfreisetzug nach i. v. Applikation von Hydroxyethylsta rke unter Verwendungeines empfind-lichen und spezifischen Nachweises bei Probanden und Patienten // Der Anaesthesist. 1987. Bd. 36. S. 243.

3. Maurer P. H. , Berardinelli B. Immunologic studies with hydroxyethyl-starch (HES). A proposed plasma expander // Transfusion. 1986. V. 8. P. 265. 4. Шестопалов А. Е. , Пасько В. Г. Объемзамещающая терапия острой кровопотери

у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой // Трудный пациент. 2005. № 4. С. 7-11.

Кафедра анестезиологии и реаниматологии АГИУВ
Отделения анестезиологии и реанимации Городского Онкологического Центра и ГКБ№1 г.Алматы

Статья

Проблема оптимизации и безопасности инфузионной терапии остается актуальной ввиду нефизиологичности парентерального введения жидкости в организм человека и выявление побочных эффектов кровезаменителей.
Наиболее спорными кровезаменителями в плане соотношения пользы/рисков на сегодня являются синтетические коллоиды, относящиеся к гемодинамическим кровезаменителям.

На территории РК в перечне используемых синтетических коллоидов присутствуют декстраны, препараты ГЭК и препараты модифицированного желатина.

Дестраны – препараты применяются более 30 лет, хорошо известные своими положительными и отрицательными свойствами. Запрещены к применению в Европе, разрешены к применению в США.

Препараты желатина также известны давно. На сегодня применяют только плазмозамещающие растворы модифицированного желатина (Гелофузин). Безопасность достаточно высокая.

Наибольшие проблемы в настоящее время связаны с применением препаратов ГЭК. Появившиеся в арсенале врачей в 90-ые годы высоко- и среднемолекулярные ГЭКи (Стабизол и Рефортан) были запрещены в странах Европы из-за значимых побочных эффектов – негативное влияние на почки и гемостаз, способность накапливаться в интерстиции.
На смену пришли низкомолекулярные растворы ГЭК (ГЭК(130) – Венофундин, Волювен и т.п.). Считалось, что уменьшение молекулярной массы будет способствовать уменьшению тяжести побочных эффектов. Однако последние исследования показали низкую эффективность и опасность и этих кровезаменителей. В июне 2013г. Фармакологический комитет по оценке рисков (PRAC) Европейского агентства лекарственных средств сделал заключение, что польза от ГЭК не превышает риски их применения и рекомендовал приостановить лицензии на их продажу в странах ЕС. Причины известные – высокая частота повреждения почек. И хотя доказательная база касается лечения больных с сепсисом, но эти данные вполне резонно экстраполируются на все случаи применения ГЭК.
С учетом реальной ситуации, когда в РК разрешены к применению декстраны и препараты ГЭК, следует применять эти кровезаменители строго по показаниям и с учетом противопоказаний.

Синтетические коллоиды показаны:
- При лечении острой массивной кровопотере или тяжелой гиповолемии при отсутствии коагулопатии и при отсутствии угрозы ее развития;
- При гиперкоагуляции на фоне гемоконцентрации.

Синтетические коллоиды противопоказаны:
- При сепсисе;
- При почечной недостаточности (олигоанурия, повышение креатинина более чем в 1,5 раза) или при угрозе повреждения почек;
- При тяжелых поражениях печени;
- При гипокоагуляции или угрозе ее развития.

Классификация плазмозаменителей - альбумина, коллоидных и кристаллоидных растворов

Выбор первичных средств замещения плазмы ограничен. Кровь и препараты крови имеются в ограниченном количестве. Все большее беспокойство вызывает опасность инфекционных и иммунологических заболеваний, продолжают увеличиваться затраты, связанные с получением, хранением, перекрестными пробами, обработкой и распространением крови и препаратов крови.

Заменители крови и плазмы являются экономически эффективной альтернативой препаратам крови.

Рекомендации по применению альбумина и небелковых коллоидных и кристаллоидных растворов приведены в таблице ниже.

Кристаллоиды

Растворы электролитов, содержащие натрий (такие кристаллоиды, как изотонический раствор и лактатный раствор Рингера), не обладают онкотическим давлением и поэтому относительно неэффективны с точки зрения увеличения объема крови.

Пониженное осмотическое давление благоприятствует движению жидкости в интерстициальное пространство, способствуя развитию интерстициального отека легких. После интраваскулярной инфузии эти препараты распределяются по всей внеклеточной жидкой среде.

Только около 25 % введенного объема остается внутри сосудов. Если их вводят отдельно для поддержания объема крови, они вызывают серьезную гипоальбуминемию. Для эффективного увеличения объема плазмы требуются большие объемы препаратов. Исследования, которые проводили Shoemaker и соавт., показали, что коллоидная терапия может улучшить сердечную деятельность и транспорт кислорода.

Shoemaker и соавт. полагают, что главным становится конечная цель, а не тип применяемой жидкости. Основная проблема заключается в том, как увеличить транспорт кислорода на клеточном уровне у тяжелобольного.

Цель — увеличить сердечный индекс на 50 % больше нормы (> 4,5 л/мин/м 2 ), поглощение кислорода на 30 % выше нормы (> 170 мл/мин/м 2 ), подачу кислорода выше нормы (>600 мл О₂/мин/м 2 ) и увеличить объем крови на 500 мл относительно нормы (3,2 л/м 2 для мужчин и 2,8 л/м 2 для женщин). Wagner и D'Amelio представили обстоятельный обзор по этим темам.

Коллоиды

Применение синтетических коллоидов ограничено главным образом внутрисосудистым пространством, поскольку они содержат коллоидные осмотические частицы, которые из-за своих размеров в значительной степени удерживаются нормальными капиллярными эндотелиальными клетками в базальной мембране.

Вследствие осмотического давления, оказываемого молекулами через капиллярный эндотелий, раствор находится во внутрисосудистом пространстве. Эти коллоидные макромолекулы пребывают во взвешенном состоянии в электролитном растворе, концентрация натрия в котором близка к концентрации натрия в плазме.

Три основные группы синтетических коллоидов — декстраны, желатины и гидроксиэтиловый крахмал. Для медиков-токсикологов основные проблемы, возникающие вследствие применения плазмозаменителей, разделяются на 4 главные категории: анафилактоидные реакции, отек легких, почечная недостаточность и проблемы со свертываемостью крови.

Физиологические и химические свойства некоторых коллоидов приведены в таблице ниже.

Значение коллоидных систем в функционировании клетки и целостного организма

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Коллоидно-химическая физиология человека – это раздел науки, изучающий функционирование систем организма человека, образующих коллоидные соединения.

Из 10 функций организма, выделенных в отдельные системы, каковыми являются пищеварительная, сердечно-сосудистая, дыхательная, нервная, иммунная, эндокринная, мочеполовая, крови, печени, почек, выделим те, которые представляют из себя коллоидные системы.

Можно смело сказать, что весь человек – это ходячий коллоид, а все органы и системы организма дисперсная система в их связи с поверхностными явлениями.

Кости – это коллаген, насыщенный кальцием и фосфором, мигрирующими в присутствии витамина Д.

Кровь – это дисперсная система, в которой ферментные элементы эритроциты, тромбоциты, лейкоциты являются фазой, а плазма – дисперсной средой.

Из коллоидов, богатых белками соединительной ткани (аминокислоты пролин и глицин), состоят кожа, мышцы, ногти, волосы, кровеносные сосуды, легкие, весь желудочно-кишечный тракт и многое другое, без чего немыслима сама жизнь.

Все человеческое тело – это мир частиц, находящихся в постоянном движении строго по определенным правилам, подчиняющимся физиологии человека.

Коллоидные системы организмов обладают рядом биологических свойств, характеризующих то или иное коллоидное состояние:

1.2 Коллоидная система клеток.

С точки зрения коллоидно-химической физиологии человека его организм представляет собой сложный комплекс коллоидных систем в их постоянном динамическом взаимодействии. Мельчайшей структурно-функциональной единицей организма является клетка. Уже сама клетка представляет собой сложный комплекс коллоидных образований, основными из которых являются клеточные мембраны, гиалоплазма, ядро, ЭПР, рибосомы, лизосомы, комплекс Гольджи и др.

Гиалоплазма: представляет собой совокупность лиофильных и лиофобных коллоидов со свойствами золей, гелей и эмульсий, участие в формировании которых принимают белки, нуклеиновые кислоты (РНК), соли металлов, липиды и другие вещества. Крупные конгломераты веществ, находящихся в коллоидном состоянии, обозначаются как клеточные включения (например, жировые). Для гиалоплазмы характерны переходы из состояния золя в гель при определенных условиях. Многообразие коллоидов гиалоплазмы и их взаимных переходов создает условия для биохимических процессов (в том числе поддержание осмотического давления), происходящих в цитоплазме клеток и формирует цитоскелет клетки (коллоидно-белковая система, пронизывающая клетку). Цитоскелет обеспечивает движение клеток, цитоплазмы, органелл, транспорт веществ и формирует каркас клетки. Гиалоплазма и ее коллоиды объединяют клетку в единое целое.

Ядро: коллоидная среда ядра обеспечивает процессы репликации ДНК и биосинтеза белка – работу информационных и транспортных РНК (диффузный и конденсированный хроматин), процессы сборки белковых молекул на и-РНК и формирование структур белковых молекул. Процесс репликации клеточной ДНК во время митоза возможен только в определенной динамически меняющейся среде, обеспечиваемой свойствами коллоидов.

ЭПР: также объединяет клетку в единое целое (контакт всех органелл), участвует в синтезе белковых, липидных коллоидов, их накоплении, транспортировке, а также детоксикации ядовитых веществ (гепатоциты).

1.3 Ткани организма как коллоидные системы

Кровь является типичными примером ткани организма, где одни коллоиды находятся внутри других. В.А.Исаев дает определение крови как дисперсной системе, в которой форменные элементы – эритроциты, тромбоциты, лейкоциты являются фазой, а плазма – дисперсной средой. Однако по определению максимальных размеров, которых могут достигать коллоидные частицы он составляет 10 -7 м., тогда как размер тромбоцитов равен 0,5-0,75 x 10 -6 м, эритроцитов: 7 x 10 -6 м., а размеры лейкоцитов превышают размеры эритроцитов в несколько раз. Таким образом, форменные элементы не могут считаться дисперсной фазой коллоидной системы и сами представляют из себя коллоид в коллоиде. Тем не менее именно они обусловливают вязкость крови, которая в 5 раз превышает вязкость воды.

К настоящему времени наиболее изученными являются коллоидные системы плазмы крови. Практически все органические составляющие плазмы находятся в ней в коллоидном состоянии. Основной дисперсионной средой является вода, дисперсионная фаза представляет собой самые разнообразные по химическому составу и молекулярному строению вещества: от молекул аминокислот и олигопептидов до крупных белковых молекул (фибрин, альбумины, глобулины, ферменты, нуклеопротеиды, гормоны белковой природы, транспортные белки и др.), от молекул моно- и дисахаридов и жирных кислот до лецитинов, триглицеридов и липидных хиломикронов высокой и низкой плотности. Плазма крови содержит изобилие низкомолекулярных органических веществ, таких как мочевина, креатинин, холестерин, стероидные гормоны, витамины. В плазме находятся катионы электролитов калия, натрия, магния, кальция, анионы хлора, сульфата, фосфата, карбоната, а также полный спектр микроэлементов.

С точки зрения коллоидной химии плазма крови представляет собой сложную систему коллоидов. Белки представляют собой основную составляющую дисперсионной фазы. Обращая свои лиофобные группы (- CH ₂ , - С H ₃ и др.) в сторону нерастворимых в воде молекул липидов, стероидов и жирных кислот, а гидрофильные концы (- COOH , - NH ₂, - SH ) – в сторону молекул воды и электролитов, белки являются основными стабилизаторами коллоидной системы плазмы крови. Обладая наряду с этим амфотерными свойствами, они являются основными переносчиками, транспортерами низкомолекулярных веществ в организме. Основными белками крови являются сывороточные альбумины и фибриноген. Именно эти соединения обеспечивают коллоидные свойства плазмы в т.ч. её вязкость и др.

В крови находится целый ряд белков , представляющих собой каскадные системы, обеспечивающие осуществление жизненно важных функций организма. Сюда относятся свёртывающая и противосвёртывающая системы крови (система фибринолиза), калликреин-кининовая система и система комплемента. Нарушение целостности тканей в результате травм, попадания в кровь чужеродных объектов (вирусы, бактерии) нарушают поверхностное натяжение и другие свойства этих коллоидных систем. Это приводит к активации фактора Хагемана, который запускает в действие первые три из названных систем. Активация системы свёртывания приводит к образованию на поверхности бактерий и вирусов, а также на повреждённых тканях нитей фибрина из фибриногена . Одновременно фактор Хагемана активирует плазмин из системы фибринолиза, который разрубает нити фибрина на фибринпептиды. Т.о. запускается каскад белков двух действующих в противоположном направлении систем, которые приходят в динамическое равновесие между собой. При этом растворённый в плазме в виде золя фибриноген ферментативным способом переходит в фибрин, представляющий собой гель и обратно, подобно тому как это происходит при изотермическом обратимом переходе золь в гель и обратно, что получило название тиксотропии. Явление тиксотропии ранее было описано вне живого организма (Г. Фрейндлих). Тиксотропные структуры возникают лишь при определённой концентрации коллоидных частиц и электролитов и относятся к коагуляционным структурам, образующимся при определённых условиях. В нашем примере такой переход осуществляется под действием ферментов свёртывающей и противосвёртывающей систем крови.

Активация фактором Хагемана калликреин-кининовой системы также приводит к последовательной, каскадной активации белков этой системы, расширению капилляров и повышению их проницаемости.

Система комплемента имеет колоссальное значение в сохранении иммунного гомеостаза и борьбе с чужеродными агентами (бактерии, вирусы, злокачественные клетки). Система состоит из 25 белков, которые активируются компонентом С₃ и последовательно переходят в состояние золь-гель, присоединяясь к комплексу антиген-антитело.

Липиды находятся в плазме в виде эмульсий. Частицы дисперсной фазы липидных эмульсий получили название хиломикронов. Дисперсное состояние и величина хиломикронов напрямую зависят от участия в процессе их эмульгации белковых молекул. Белки способствуют эмульгированию липидов, находящихся в плазме, осуществляют их транспорт и как бы передают другим белкам при передаче через мембраны. Хиломикроны крови состоят из холестерина и жирных кислот, нейтральных липидов и фосфолипидов с присоединенными к ним молекулами белков. В клинической практике их называют липопротеидами высокой (ЛПВП) и низкой (ЛПНП) плотности. Определение их количественного содержания в крови пациентов имеет большое значение в диагностике гиперхолестеринемии и борьбы с ней.

При патологических состояниях в плазме крови могут оказаться вещества различной химической природы, которые в норме либо отсутствуют в ней, либо присутствуют в очень небольших количествах. Так, при заболеваниях, сопровождающихся нарушениями выделительной функции пораженных органов, в плазме крови резко изменяется содержание ряда ее компонентов: при желтухах резко возрастает содержание желчных кислот и продуктов распада гемоглобина, при уремии – продуктов катаболизма белков мочевины и креатинина, ионов калия; при различных инфекциях в ней появляются микробные токсины белковой или полисахахаридной природы, при химических отравлениях - чужеродные химические вещества. Изменения в белковом составе плазмы крови могут происходить при многих заболеваниях. Они бывают наиболее выражены при миеломной болезни и болезни Вальденстрема, при которых в крови в больших количествах обнаруживаются так называемые парапротеины - макроглоблины М типа белка Бенс Джонса, а также при коллагенозах и злокачественных новообразованиях, сопровождающихся гиперпродукцией иммуноглобулинов. Эти изменения нарушают биохимический состав и влияют на коллоидные свойства плазмы крови и те функции, которые функции, которые должны выполнять ее коллоидные компоненты. Так, например, нарушения в системах свертывания – противосвертывания крови сдвигает динамическое равновесие между ними в сторону преобладания процесса свертывания, что приводит к образованию тромбов в кровеносных сосудах. Это, в свою очередь, является патогенетической основой развития инфарктов миокарда, ишемических инсультов головного мозга и тромбозов сосудов любой локализации.

Подобно крови лимфа состоит из жидкой части и форменных элементов. Причем эритроцитов в ней находится очень незначительное количество.

Качественный состав жидкой части лимфы совершенно одинаков с составом плазмы крови, но в количественном отношении резко отличается. Лимфа содержит меньше плотных веществ, особенно мало в ней фибриногена и протромбина, Количество же минеральных веществ (особенно солей натрия) в лимфе больше чем в плазме крови. Лимфа является посредницей между кровью и каждой клеткой организма, осуществляя транспорт к клеткам питательных веществ и унося от них продукты жизнедеятельности. Лимфа, оттекающая от кишечника, содержит в больших количествах продукты пищеварения, которые она получает во время всасывания. Она носит название хилюса и представляет собой эмульсию, содержащую крупные хиломикроны эмульгированного жира. Точный состава лимфы не известен. Он очень подвержен индивидуальным колебаниям. На него влияют такие факторы как состояние иммунной системы, деятельность различных органов и систем, кровяное давление и др.

3. Соединительная ткань

Практически любая жидкость или ткань организма человека представляет собой коллоидно-дисперсную среду. Таковыми являются, например, содержимое желудочно-кишечного тракта, желчь, спинномозговая жидкость, моча. При патологических изменениях в организме в коллоидном состоянии находятся белки отечной жидкости (транссудаты) или белки в воспалительных экссудатах. Нарушение коллоидных свойств вышеуказанных сред организма приводят в крови к образованию тромбов, и как следствие развитие инсультов и инфарктов. В желчи и моче при этом образуются камни, в суставной ткани – выпадение солей мочевой кислоты (подагра).

Список литературы:

Збарский Б.И., Иванов И. И., Мардашёв С. Р., Биологическая химия, М., 1954