SANGELECOMPOZITIE, FUNCTII, PROPRIETATI

SANGELEComponenta circulanta, intravasculara, a mediului internFace legatura intre mediul extern si fiecare dintre celulele organismuluiLichid rosu, vascos, opac, format din variate elemente celulare si necelulare suspendate sau dizolvate intr-o solutie complexa, plasmaIsi mentine proprietatile si functiile atata timp cat se afla in interiorul sistemului circulator, in afara acestuia coaguleazaDaca sangele este recoltat pe anticoagulant si centrifugat se separa in plasma si elemente figurateDaca este recoltat fara anticoagulant si centrifugat se separa in ser si elemente figurate; ser = plasma-fibrinogen

SANGELE - COMPOZITIESangele este format din: -plasma-elemente figurate: hematii leucocite trombocite

SANGELE- COMPOZITIEPlasma 55%Hematii 45%

SANGELE - FUNCTIIFunctie respiratorie: transporta in ambele sensuri gaze respiratorii, sub forma libera sau fixata, in plasma si in hematii, facand legatura intre respiratia pulmonara si respiratia celularaFunctie nutritiva: transporta substante energogenetice si plastice, asigurand mentinerea metabolismului celular, cresterea si dezvoltarea organismuluiFunctie excretoare: transporta substante rezultate din catabolismul celular catre organele excretoare (rinichi, piele, plamani, intestin, ficat, etc.)

SANGELE - FUNCTII4. Functie de mentinere a echilibrului fluido-coagulant:participand la oprirea hemoragiilor in cazul lezarii vaselor mici si mijlocii, prin interventia factorilor endoteliali, a trombocitelor, factorilor trombocitari si plasmaticimentinindu-si fluiditatea sub actiunea sistemului fibrinolitic si de control al coagularii

SANGELE - FUNCTII5. Functie in termoreglare prin faza lichidiana a sangelui caracterizata prin:Caldura specifica Conductibilitate termica Caldura de evaporare Vehiculeaza caldura de la organele producatoare (ficatul, musculatura striata) la S corpului unde se elimina excesul de caldura.

SANGELE - FUNCTII6. Functie de aparare si indepartare a agentilor biologici (bacterii, virusuri, paraziti, celule imbatrinite, lezate, tumorale) prin: mecanisme specifice - umorale - celulare mecanisme nespecifice fagocitoza, pinocitoza7. Functie de mentinere a achilibrului hidroelectrolitic si acidobazic, - esentiale mentinerii structurii si functiilor celulelor organismelor.8. Functie de coordonare si reglare umorala, in completarea celei nervoase, urmarind adaptarea la conditiile schimbatoare ale mediului

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICEVolumul sanguin, 7,5-8 % din grutatea corpului - circulant - stagnant, cu deplasari permanente intre cele douaAdult-70Kg - sex masculin- 5-6l; 70-80ml/Kg corp;3,1l/mS.corp. -sex feminin 4-5l; 66ml/Kg corp; 2,5l/mS corp. Diferentele se datoreaza nr. de hematii, cantitatii de tesut adipos, volumului hepatic Nounascut la termen: 80-100 ml/Kg corp (vol. eritrocitar)Nounascut prematur: 108 ml/Kg corp (vol. plasmatic )

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICEDistributia volumului sanguin in sistemul circulator variaza cu tipul de vase sanguine si cu organele pe care acestea le irigaCea mai mare parte (65%) se afla in sistemul venos0.5-1 l la nivelul ficatului0,3-0,5 l la nivelul splinei

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICEMecanismele reglatoare ale volemiei sunt:nervoase si umoralegenerale si localerapide sau mai lenteadresate fie volumului plasmatic fie celui globular, mai rar ambelorMecanismele nervoase implica centri vegetativi medulari, bulbari, hipotalamici, limbici si corticali la care ajung informatii de la receptori (chemo, volo si baroreceptori.Mecanismele umorale implica actiunea unor hormoni ( ADH, aldosteron sistemul RAA-, factorii natriuretici, etc.Mecanismele locale implica factori locali vasodilatatori (CO, NO, PG) si vasoconstrictori (tromboxan, PC)

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICECuloarea- Rosie cu nuante diferite in functie de gradul de saturatie cu O al Hb Datorata ionului de Fedin molecula hemoglobineiRosu aprins in artereRosu inchis in veneRosu brun in methemoglobinemiePlasma si serul galben citrin (f. de continutul in pigmenti biliari) transparent sau opalescent(continut crescut de chilomicroni)

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICECuloarea- Rosie cu nuante diferite in functie de gradul de saturatie cu O al Hb Datorata ionului de Fedin molecula hemoglobineiRosu aprins in artereRosu inchis in veneRosu brun in methemoglobinemiePlasma si serul galben citrin (f. de continutul in pigmenti biliari) transparent sau opalescent(continut crescut de chilomicroni)

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICETemperatura- variaza cu teritoriul irigatDensitatea - depinde de: continutul in elemente figurate si de concentratia proteinelor plasmatice 1057-1067 la barbati 1051-1061 la femeiPt. plasma 1027 Pt. hematii 1097

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICEPresiunea osmotica 280-290 mOsm/lDepinde de numarul particulelor dizolvate in sangeCorespunde p osm a unei solutii de NaCl 9g si unei solutii de glucoza 47g (solutii izotonice)P osmotica plasmatica = p osmotica eritrocitaraParticulele dizolvate in sange: 93% substante cristaloide si ioni (Na,Cl, K, Ca, Mg, HCO, HPO, SO, etc.7% micromolecule organice si macromolecule proteiceRol: mentinerea homeostaziei hidroelectrolitice determinand sensul si intensitatea transferurilor de lichideelectrolitice prin membranele celulare.Transferul de apa se face dinspre mediul hipoton spre cel hiperton pana la egalizarea presiunii pe ambele fete ale membranelor celulare

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICEReglarea osmolaritatii: osmolaritatii cu +/- 1% modifica aportul de apa prin declansarea senzatiei de sete si prin eliminari hidrosaline reglate prin intermediul ADH, aldosteronuluiosmolaritatii (> 290 mOSM/l) determina: senzatie de sete descarcari de ADH (nucleii secretori de ADH sunt in vecinatatea centrului setei)osmolaritatii (< 280 mOsm/l) activeaza sistemul renina-angiotensina-aldosteronSchimburile hidrice cu sectorul celular amortizeaza si corecteaza modificarile osmolaritatii umorilor care se produc prin extragerea din sange a substantelor necesare celulelor (gluc., AA, Lip.) si descarcarii din celule a prod. De catabolism

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICEPresiunea oncotica (coloid osmotica)~ 0,5% din presiunea osmotica; 26-28 mmHgDatorata prezentei proteinelorDirect proportionala cu concentratia proteinelorInvers proportionala cu marimea moleculeiAlbuminele (GM 68000, conc. pl 5g% determina o p oncotica de20mmHgGlobulinele (GM 200000, conc. Pl 1,5g% determina o p oncotica de 5mmHgFibrinogenul (GM 500000, conc pl 0,2-0,4% determina o p oncotica de immHGRol: controlul schimburilor hidrice la nivel capilar, opunandu-se pierderilor de apa, respectiv opunandu-se p hidrostatice care tinde sa extravazeze lichidele din vaseReglare: -mecanisme ce controleaza echilibrul proteic al organismului-mentinerea raportului normal intre albumine si globuline

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICEVascozitatea -exprima rezistenta la curgere a sangelui-influenteaza curgerea acestuia in interiorul sistemului vascular si indirect, aportul de oxigen la nivel tisularVascozitatea sangelui la 20 grade celsius = 10 centipoise-este determinata de: factori plasmatici (concentratia proteinelor, mai ales a fractiunilor cu molecula mare globuline si fibrinogen factori celulari cantitativi si calitativi (nr. de hematii (Ht), modificari ale formei si deformabilitatii acestora)-este influentata de:Temperatura (hipotermia determina cresterea vascozitatii)diametrul vasuluiviteza de curgere (viteza redusa creste vascozitatea prin favorizarea aderarii celulelor

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICE - pHpH-ul sanguin exprima concentratia H

Valori normale: 7,35-7,40Valori compatibile cu supravietuirea: 7-7,7Exprima echilibrul dinamic intre:aportul(ratia alimentara = 50-100mMol sau 50-70mEq: fosfati anorganici, sulfati, acizi minerali sau organici nemetabolizabili, clorura de amoniu, acid lactic, acid piruvic, acid beta hidroxibutiric) si producerea H(zilnic se produc 100mEq aciditate fixa nevolatila si 13000mEq aciditatetamponarea si/sau stocarea intracelulara si eliminarea H

Cand [H] este 10 M, pH este 7.0. Cu cat [H], este mai mare cu atat valoarea pH este mai mica

Column1Column2Column3Column4 RELATIONSHIP BETWEEN [H+] AND Ph VALUES [H+] (M) Ph 1 x 106 1 x 107 8 x 107.1 4 x 107.4 2 x 107.7 1 x 108

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICE - pHDesi cu valori foarte mici, [H] are impact major asupra reactiilor biochimice si asupra proceselor fiziologice care participa la mentinerea homeostaziei fiecarei celule si a intregului organism.Modificari mici de pH au consecinte semnificative pt. ca mleculele cu importanta biologica au grupari chimice care fie doneaza Hcomportandu-se ca acizi slabi (R-COOHR-COO + H)Fie accepta un H comportandu-se ca baze slabe(R-NH + H R-NH)Rezulta modificarea sarcinii electrice nete modificarea conformatiei moleculare modificarea activitatii biologiceMolecule sensibile la modificarea pH: enzime, receptori si liganzii lor, canale ionice, transportori, proteine structurale

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICE - pHActivitatea pompei Na/K scade la jumatate pentru o reducere a pH cu o unitate de pH fata de pH-ul optimActivitatea fosfofructochinazei scade cu 90% daca ph-ul se reduce cu doar 0,1Proliferarea celulara scade cu 85% daca valoarea pH scade cu 0,4Rezulta importanta mecanismelor eficiente de reglare a pH (sisteme tampon) in toate compartimentele organismului

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICE - pHSistemele tampon = mecanisme rapide de neutralizare a H( zecimi de secunda) care inlocuiesc un acid tare (ce pune in pericol viata) cu o sare neutra si un acid slab si volatilReprezentate de o substanta care in mod reversibil consuma sau elibereaza H ajutand la stabilizarea pHTamponul nu previne dar minimalizeaza schimbarea de pHActiunea lor este completata prin activitatea unor sisteme biologice (plamanii- 1-3 minute, rinichii- cateva ore, ficatul, pielea, tubul digestiv prin pH-ul secretiilor sale)

pH si sisteme tampon

SiteBuffer SystemCommentISFBicarbonateImportant for metabolic acidosisphosphateNot important, concentration too lowproteinNot important, concentration too lowBloodBicarbonateImportant for metabolic acidosisHaemoglobinImportant for carbon dioxidePlasma proteinMinor bufferPhosphateNot important, concentration too lowICFProteinsImportant bufferPhosphatesImportant bufferUrinePhosphatesResponsible for most of titratable acidityAmmoniaImportant -formation of NH4BoneCa carbonateIn prolongued metabolic acidosis

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICE - pHSisteme tampon plasmatice:Acid carbonic/carbonat acid de sodiuFosfat acid de sodiu/fosfat disodicProteina acida/proteinat bazic

Sisyteme tampon eritrocitare:-Hemoglobina acida/hemoglobinat de potasiu-oxihemoglobina/oxihemoglobinat de potasiu-acid carbonic/carbonat acid de potasiu-fosfat acid de potasiu/fosfat dipotasic

Cel mai raspandit sistem tampon:-Acid carbonic/carbonat acid de sodiuCel mai puternic sistem tampon:-Hemoglobina acida/hemoglobinat de potasiu

SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICE - pHVariatii fiziologice ale echilibrului acido-bazic:Producerea HCl din sucul gastric se insoteste de alcaloza in sangeProducerea sucului pancreatic si intestinal, prin concentratia ridicata de bicarbonati ce-I contin va fi urmata de o usoara alcalozaSpre sfarsitul noptii apare acidoza de somnca urmare a reducerii schimburilor respiratorii si acumularii in sange a COLa varste tinere si foarte tinere exista o tendinta spre alcaloza (pH 7,4-7,42) care favorizeaza anabolismul si crestereaLa varste inaintate exista tendinta spre acidozaEfortul fizic prin acumulare de cataboliti acizi (ac. Lactic) induce acidoza, nefavorabila varstelor tinere si cresterii

Sistemul tampon bicarbonat Sistem tampon responsabil de 80% din capacitatea de tamponare a lichidelor extracelulare. Cel mai important sistem tampon in cazul acidozei metabolice, nu intervine in tulburarile acido-bazice de cauza respiratorie -componentele sistemului sunt usor de masurat . Relatia dintre ele este prezentata prin ecuatia byHenderson-Hasselbalch : pH = pKa + log10 ( [HCO3] / 0.03 x pCO2)-desi pKa are o valoare de 6,1 la pH7,4 eficienta sistemului este semnificativa prin caracterul deschis al acestuia.A- tat [HCO3] cat si pCO2 pot fi ajustate - Schimbari in concentratia acidului carbonic se pot p4oduce in cateva secunde prin modificarea frecventei si amplitudinii respiratiilor . - Schimbari in concentratia ionilor bicarbonat se pot produce in timp de ore prin eliminari lente la nivel renal.SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICE - pH

Sistemul tampon fosfat are o importanta secundara in sange prin concentratia mica a componentelor sale.

Fosfatii formeaza importante sisteme tampon acolo unde se gasesc in concentratie ridicata cum se intampla in interiorul celulelor si in urina.Acidul fosforic este un acid slab. Valorile pK pentru cele trei forme de disociere sunt:

pKa1 = 2; pKa2 = 6.8;pKa3 = 12H3PO4H+ + H2PO4-H+ + HPO4-2< = = = > PO4-3 + H+

La valori ale pH caracteristice celor mai multe sisteme biologice cele doua specii de fosfat care actioneaza ica sistem tampon sunt monohidrogen fosfatul si dihidrogen fosfatul (H2PO4-) Valoarea pKa2 de 6.8 arata capacitatea de tamponare a acestui sisten inchis .SANGELE CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICE - pH

Sisteme tampon proteice includ: Sistemul hemoglobinelor (150g/l) Sistemul proteinelor plasmatice (70g/l). Proteinele sunt molecule ce contin grupari care pot sa doneze ioni de H+ dar si grupari care accepta ioni de hidrogen. Proteinele reprezinta cel mai important sistem tampon al organismului. Capacitatea lor de tamponare este datorata grupului imidazol al resturilor de histidina al caror pKa este de aproximativ 6,8In plasma eficienta lor este insa proportionala cu valoarea lor absoluta, mult mai mica decat in interiorul celulelor are the most important buffers in the body.

La un ph de 7,4 proteinele se comporta ca acizi slabi: R-COOH R-COO + H Hemoglobina este un important sistem tampon intraeritrocitar in particular pentru tamponarea CO2Importanta sa rezulta din dubla concentratie in sange comparativ cu a proteinelor plasmatice , pe .de o parte si pe de alta prin prezenta unui numar de trei ori mai mare al resturilor de histidina /molecula.Deoxihemoglobina are o capacitate de tamponare superioara oxihemoglobinei datorata in mare parte capacitatii deoxihemoglobinei de a forma compusi carbaminici, implicandu-se in transportul CO2(efectul Haldane)

Hemoglobina este un important sistem tampon intraeritrocitar in particular pentru tamponarea CO2Importanta sa rezulta din dubla concentratie in sange comparativ cu a proteinelor plasmatice , pe .de o parte si pe de alta prin prezenta unui numar de trei ori mai mare al resturilor de histidina /molecula.Deoxihemoglobina are o capacitate de tamponare superioara oxihemoglobinei datorata in mare parte capacitatii deoxihemoglobinei de a forma compusi carbaminici, implicandu-se in transportul CO2(efectul Haldane)

FENOMENUL HAMBURGER

- Fenomenul Hamburger explica dinamica echilibrului acidobazic si a distributiei ionilor intre compartimentele organismului.CO2 se produce in tesuturi, difuzeaza in plasma si apoi in eritrocite.In eritrocite, in prezenta anhidrazei carbonice si a apei da nastere acidului carbonic. HCO3- disociaza in H+ si HCO3- ceea ce duce la cresterea concentratiei intracelulare a acestor ioni. - Anhidraza carbonica exista in celulele unde H+sunt produsi activ: hematii, celule gastrice, celule tubulare renale .Cresterea [HCO3-] in hematii produce un gradient de concentratie de o parte si de alta a membranei celulare care determina difuziunea acestora din celula in plasma. Se produce astfel o depletie de sarcini negative in interiorul celulei care va determina patrunderea in celula a Cl- - H+ produsi in reactie sunt preluati imediat pe receptori intracelulari unde inlocuiesc K+ Cresterea concentratiei intracelulare a potasiului liber il face sa difuzeze afara din celula.

FENOMENUL HAMBURGER

- Cand hematiile ajung la nivel pulmonar procesul descris anterior se inverseaza.- Prin reactia HCO3- cu H+ in interiorul hematiilor scade concentratia intracelulara a bicarbonatilor iar ionii de hidrogen sunt eliberatii de pe receptorii intracelulari. - Dioxidul de carbon paraseste hematiilePotasiul si bicarbonatii reintra in celula si pe masura ce bicarbonatii intra ionii de clor parasesc celule intorcandu-se in plasma.Statusul acidobazic se determina prin masurarea in plasma a valorilor pH, PCO2, si HCO3- componente ale ecuatiei Henderson-Hasselbalch .In conditii normale aceste valori sunt:pH = 7.4pCO = 40 mm HgHCO = 24 mM/L

FENOMENUL HAMBURGER

Tulburari ale echilibrului acidobazic pot fi definite in functie de componenta modificata e acuatiei Henderson Hasselbach. Cresterea PCO2 sau scaderea HCO3- determina acidoza respiratorie respectiv metabolica.Scaderea PCO2 respectiv cresterea HCO3- produce alcaloza respiratorie respectiv metabolica

Uncompensated Acid-Base Inbalances

pHpCO (mmHg)HCO (mMol or mEq/LPrimary respiratory acidosis7.325024Primary metabolic acidosis7.324018Primary respiratory alkalosis7.542824Primary metabolic alkalosis7.544034