Применение изотонических гипотонических гипертонических растворов в медицине. Гипотонические растворы. Плазмолиз и гемолиз

Раствор, который имеет осмотическое давление выше, чем осмотическое давление плазмы крови, называется гипертоническим раствором. Чаще всего это превышение составляет 10 %.

Осмотическое давление разных клеток различно, и зависит оно от видовой, функциональной и экологической специфики. Поэтому гипертонический раствор для одних клеток может быть изотоничным и даже гипотоничным для других. Погруженные в гипертонический раствор уменьшаются в объеме, так как он отсасывает из них воду. Эритроциты крови животных и человека в гипертоническом растворе также уменьшаются в объеме и теряют воду. Сочетание гипертонических, гипотонических и применяется для измерения осмотического давления в тканях и живых клетках.

Благодаря своему осмотическому влиянию, гипертонический раствор широко применяется в виде компрессов для отделения гноя из ран. Кроме этого, местно он оказывает противомикробное действие. Область применения гипертонических растворов достаточно широка. Гипертонический раствор наружно применяется при лечении заболеваний дыхательных путей и гнойных ран, а при желудочных, легочных и кишечных кровотечениях используется внутривенно. Кроме того, гипертонический раствор применяется для промывания желудка при отравлении нитратом серебра.

Наружно, для применяются 3-5-10%-е гипертонические растворы в виде примочек, компрессов и аппликаций. Внутривенно медленно вводятся 10% гипертонические растворы при лечении желудочных, легочных и кишечных кровотечений, а также для увеличения диуреза. Крайне важно, чтобы при введении раствора внутривенно он не попал под кожу, так как это приведет к некрозу тканей. Гипертонические растворы применяются также в виде клизм (80-100 мл 5% раствора) для стимуляции дефекации. Кроме того, применяются 2-5% гипертонические растворы внутрь для промывания желудка. При заболеваниях верхних дыхательных путей используют 1-2% натрия хлорид для полосканий, ванн и обтираний.

Гипертонический раствор: приготовление

Выпускается гипертонический раствор (10%) в виде порошка в герметичных флаконах по 200 или 400 мл. Для ингаляций и внутривенного введения раствор должен быть стерильным, следовательно, для этих целей его лучше приобрести в аптеке. А средство для компрессов, аппликаций и полосканий можно приготовить самостоятельно. Готовится гипертонический раствор в соотношении 1:10, т. е. одна часть соли на десять частей воды. Его концентрация не должна превышать 10%, так как в местах наложения компресса могут лопнуть капилляры.

При терапии многих заболеваний используется натрия хлорида гипертонический раствор. Как приготовить это вещество самостоятельно? В связи с крайне простотой технологией приготовления раствора не стремитесь запастись им впрок. Помните, что самостоятельно приготовленный раствор должен быть немедленно использован, так как он не подлежит хранению.

При ларингите и ангине для необходим не очень концентрированный раствор (2 г. соли на 100 мл. воды). Для промывания желудка при отравлении вам понадобится около литра раствора, а соли необходимо взять 30 грамм. Если делать очистительную клизму нет необходимости, но опорожнить кишечник надо (к примеру, в пред-, послеродовом или послеоперационном периоде), используется 5% гипертонический раствор. При лечении гнойных ран применяется 10% гипертонический раствор, приготовление которого имеет свои особенности. Соль тем хуже растворяется, чем выше ее концентрация, а попадание нерастворенных кристаллов соли в рану просто недопустимо, поэтому раствор для лечения гнойныхран необходимо довести до кипения. Это поможет кристаллам соли полностью раствориться и обеззаразит раствор. Перед применением жидкость нужно охладить до комнатной температуры.

Гипертонические растворы- растворы, Осмотическое давление которых выше осмотического давления в растительных или животных клетках и тканях. В зависимости от функциональной, видовой и экологической специфики клеток осмотическое давление в них различно, и раствор, гипертоничный для одних клеток, может оказаться изотоничным или даже гипотоничным для др. При погружении растительных клеток в Г. р. он отсасывает воду из клеток, которые уменьшаются в объёме, а затем дальнейшее сжатие прекращается и протоплазма отстаёт от клеточных стенок (см. Плазмолиз ). Эритроциты крови человека и животных в Г. р. также теряют воду и уменьшаются в объёме. Г. р. в сочетании с гипотоническими растворами и изотоническими растворами применяют для измерения осмотического давления в живых клетках и тканях.

Гипотонические растворы - в биологии, различные растворы, Осмотическое давление которых ниже, чем в клетках растительных или животных тканей. В Г. р. клетки насасывают воду, увеличиваясь в объёме, и теряют часть осмотически активных веществ (органических и минеральных). Эритроциты крови животных и человека в Г. р. разбухают до такой степени, что их оболочки лопаются и они разрушаются. Это явление называют Гемолиз ом.

Изотонические растворы (от Изо... и греч. tónos - напряжение)- растворы с одинаковым осмотическим давлением (См. Осмотическое давление ); в биологии и медицине - природные или искусственно приготовленные растворы с таким же осмотическим давлением, как и в содержимом животных и растительных клеток, в крови и тканевых жидкостях. В нормально функционирующих животных клетках внутриклеточное содержимое обычно изотонично внеклеточной жидкости. При сильном нарушении изотоничности растворов в растительной клетке и окружающей среде вода и растворимые вещества свободно перемещаются в клетку или обратно, что может привести к расстройству нормальных функций клетки (см. Плазмолиз , Тургор ). Как правило, по своему составу и концентрации И. р. близки к морской воде. Для теплокровных животных изотоничны 0,9%-ный раствор NaCl и 4,5%-ный раствор глюкозы. И. р., близкие по составу, pH, буферности и другим свойствам к сыворотке крови, называются физиологическими растворами (См.Физиологические растворы ) (раствор Рингера для холоднокровных животных и растворы Рингера - Локка и Рингера - Тироде для теплокровных животных). В кровезамещающие И. р. для создания коллоидно-осмотического давления вводят высокомолекулярные соединения (декстран, поливинол и др.).

i - изотонический коэффициент - показывает, во сколько раз осмотическое давление данного раствора больше нормального.

∆Т кип =i * K E *C m

Аррениус ввел понятие степень электролитической диссоциации α - это отношение числа продиссоциирующих молекул на ионы к общему числу молекул.

α = (i-1)/(k-1) k - это число от2 до 4

электролитическая диссоциация вызывается взаимодействием полярных молекул растворителя с частицами растворимого вещества. Это взаимодействие приводит к поляризации связей и происходит образование ионов за счет ослабления и разрыва связей в молекулах растворяемого вещества.

Вода и соль- это уникальные вещества, свойства которых до сих пор еще полностью не исследованы. Многие ученые называют кристаллы соли основными носителями информации в будущем. Сочетание воды и соли значительно усиливает лечебный эффект обоих элементов.

Любой раствор- это однородная смесь двух или нескольких компонентов. В зависимости от концентрации солей существует три типа растворов:

  1. Изотонический.
  2. Гипертонический.
  3. Гипотонический.

Растворы, в которых концентрация солей такая, как в плазме крови, называются изотоническими. Их осмотическое давление такое же, как давление крови и тканевых жидкостей. К ним относится раствор хлорида натрия (физиологический раствор)- NaCl 0,9% . В нем клетка сохраняет все жизненно важные функции, такие как дыхание, размножение, обмен веществ.
Физраствор вводят перорально (через рот, внутривенно, внутримышечно, подкожно и в виде клизм).

Применение:

Физраствор для местного применения можно приготовить в домашних условиях. В одном литре кипяченой воды размешивают одну полную чайную ложку поваренной (не морской) соли. Такой раствор применяется для клизм, полосканий, но ни в коем случае не для парентерального применения. Так же им нельзя обрабатывать открытые раны.

Гипотонический раствор- это раствор с меньшей концентрацией соли и меньшим осмотическим давлением , нежели изотонический. Вследствие этого, при контакте такого раствора с тканями организма, вода с изотонического раствора попадает в клетки тканей. Это опасно при введении большого количества жидкости, так как есть большая вероятность разрыва клеток (такое явление называется лизис).

Применение очень ограничено. В основном используются такие растворы для инфильтрационной анестезии. Гипертонический раствор, в отличии от гипотонического, способствует выведению жидкости из организма. Отличается большей концентрацией соли (2-10%) и большим осмотическим давлением. При контакте с клетками провоцирует их обезвоживание и гибель. Это является основной причиной противомикробного действия гипертонического раствора.

Применение достаточно широкое:

  • Для полоскания (ангины, тонзиллиты, воспалительные заболевания носоглотки).
  • Для обработки гнойных ран (повязки, компрессы).
  • При отеках.
  • В гинекологии.
  • 10% раствор вводится внутривенно при желудочных, кишечных и легочных кровотечениях.
  • 5% раствор применяют в виде клизмы.
  • Оказывает терапевтический эффект при приеме ванн.
  • В косметологии для укрепления ногтей, волос, при грибковых заболеваниях.

Чтобы приготовить гипертонический раствор в домашних условиях, нужно в один литр кипяченой воды добавить три полные столовые ложки соли и вскипятить. Такой раствор долго хранить нельзя. Нежелательно также превышать указанную концентрацию соли, так как это может спровоцировать повреждение капилляров кожи, их разрыв.

Чем отличаются растворы.

Теперь подведем итог. С вышесказанного видно, что и гипертонический, и изотонический растворы применяются для лечения человека. Физраствор в основном используют для парентерального применения , введения лекарственных средств, насыщения организма жидкостью.
Гипертонический- наоборот, чаще для наружного применения , как сорбент. Он втягивает на себя патогенные микроорганизмы вместе с жидкостью и гноем, очищает ткани.

Осмолярность

Осмолярность – сумма концентраций катионов анионов и неэлектролитов, т.е. всех кинетически активных частиц в 1л. раствора. Она выражается в миллиосмолях на литр (мосм/л).

Показатели осмолярности в норме

Плазма крови – 280-300

СМЖ – 270-290

Моча – 600-1200

Индекс осмолярности – 2,0-3,5

Клиренс свободной воды – (-1,2) – (-3,0) мл/мин

Определение осмолярности помогает:

1. Диагностировать гипер- и гипоосмолярные синдромы

2. Выявлять и целенаправленно лечить гиперосмолярные коматозные состояния и гипоосмолярные гипергидратации.

3. Диагностировать ОПН в раннем периоде.

4. Оценивать эффективность трансфузионно-инфузионно- терапии.

5. Диагностировать острую внутричерепную гипертензию.

Гипоосмолярность, гиперосмолярность

Определение осмолярности – очень сложное лабораторно-диагностическое исследование. Однако, его проведение позволяет вовремя выявить симптомы таких нарушений, как гипоосмолярность, то есть снижение осмолярности плазмы крови, и гиперосмолярность – наоборот, повышение осмолярности. Причиной снижения осмолярности могут послужить различные факторы, например, превышение уровня свободной воды, содержащейся в плазме крови относительно объема растворенных в ней кинетических частиц. Собственно о гипоосмолярности можно говорить уже тогда, когда уровень осмолярности плазмы крови упадет ниже 280 мосм/л. В числе симптомов, появление которых может говорить о таком нарушении как гипоосмолярность, можно обозначить утомляемость, головную боль, тошноту, приводящую к рвоте и снижение аппетита. При развитии нарушения у больного наблюдаются патологические рефлексы, олигурия, бульбарный паралич и угнетение сознания.

Что касается такого нарушения, как гиперосмолярность, она вызывается, как уже было сказано, повышением осмолярности плазмы крови. При этом, критической отметкой является показатель выше 350 мосм,л. Своевременное обнаружение гиперосмолярности имеет особенное значение, поскольку именно это нарушение представляет собой самую частую причину комы при сахарном диабете. Именно геперосмолярность не только может являться для больных сахарным диабетом причиной комы, но и вызывать ее возникновение вследствие лактацидоза или кетоацидоза. Таким образом, наблюдение за уровнем осмолярности плазмы крови действительно имеет огромное значение, поскольку позволяет контролировать стабильное состояние организма и вовремя предотвращать разного рода нарушения.

Изотонические растворы - водные растворы, изотоничные плазме крови. Простейшим раствором такого типа является 0,9%-й водный раствор хлорида натрия (NaCl) - так называемый физиологический раствор («физраствор»). Название это очень условное, так как «физраствор» не содержит многих веществ (в частности, солей калия), необходимых для физиологической деятельности тканей организма.

Изотонический коэффициент (такжефактор Вант-Гоффа ; обозначаетсяi ) - безразмерныйпараметр, характеризующий поведениевеществаврастворе. Он численно равен отношению значения некоторогоколлигативного свойствараствора данного вещества и значения того же коллигативного свойстванеэлектролитатой жеконцентрациипри неизменных прочих параметрах системы:

где solut. - данный раствор,nel. solut. - раствор неэлектролита той же концентрации,T bp -температура кипения, аT mp -температура плавления(замерзания).

    Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Явление осмоса играет важную роль во многих химических и биологических системах. Благодаря осмосу регулируется поступление воды в клетки и межклеточные структуры. Упругость клеток (тургор), обеспечивающая эластичность тканей и сохранение определенной формы органов, обусловлена осмотическим давлением. Животные и растительные клетки имеют оболочки или поверхностный слой протоплазмы, обладающие свойствами полупроницаемых мембран. При помещении этих клеток в растворы с различной концентрацией наблюдается рсмос

Осмос играет важную роль во многих биологических процессах. Мембрана, окружающая нормальную клетку крови, проницаема лишь для молекул воды, кислорода, некоторых из растворённых в крови питательных веществ и продуктов клеточной жизнедеятельности; для больших белковых молекул, находящихся в растворённом состоянии внутри клетки, она непроницаема. Поэтому белки, столь важные для биологических процессов, остаются внутри клетки.

Осмос участвует в переносе питательных веществ в стволах высоких деревьев, где капиллярный перенос не способен выполнить эту функцию.

Человечество с древних времен, хотя и не понимая физический смысл, использовало эффект осмоса в процессе засаливания пищи. В результате происходил плазмолиз клеток патогена.

Плазмолиз (от др.-греч. πλάσμα - вылепленное, оформленное и λύσις - разложение, распад), отделение протопласта от клеточной стенки в гипертоническом растворе.

Плазмолизу предшествует потеря тургора.

Плазмолиз возможен в клетках, имеющих плотную клеточную стенку (у растений, грибов, крупных бактерий). Клетки животных, не имеющие жесткой оболочки, при попадании в гипертоническую среду сжимаются, при этом отслоения клеточного содержимого от оболочки не происходит. Характер плазмолиза зависит от ряда факторов:

от вязкости цитоплазмы;

от разности между осмотическим давлением внутриклеточной и внешней среды;

от химического состава и токсичности внешнего гипертонического раствора;

от характера и количества плазмодесм;

от размера, количества и формы вакуолей.

Различают уголковый плазмолиз, при котором отрыв протопласта от стенок клетки происходит на отдельных участках. Вогнутый плазмолиз, когда отслоение захватывает значительные участки плазмалеммы, и выпуклый, полный плазмолиз, при котором связи между соседними клетками разрушаются практически полностью. Вогнутый плазмолиз часто обратим; в гипотоническом растворе клетки вновь набирают потерянную воду, и происходит деплазмолиз. Выпуклый плазмолиз обычно необратим и ведет к гибели клеток.

Выделяют также судорожный плазмолиз, подобный выпуклому, но отличающийся от него тем, что сохраняются цитоплазматические нити, соединяющие сжавшуюся цитоплазму с клеточной стенкой, и колпачковый плазмолиз, характерный для удлиненных клеток.

Цитолиз - процесс разрушения клеток эукариот, выражающийся в виде их полного или частичного растворения под действием лизосомальных ферментов. Цитолиз может быть как частью нормальных физиологических процессов, например при эмбриогенезе, так и патологическим состоянием, возникающим при повреждении клетки внешними факторами, например, при воздействии на клетку антител.

10.Ионное произведение воды. Водородный показатель. Определение рН водных растворов кислот, оснований и солей(в тет это есть но спросить у димы) Привести примеры значений рН различных биологических сред.(дима)

Ионное произведение воды.

Вода является очень слабым электролитом. Её электролитическая диссоциация выражается равновесием:

Водородный показатель

Для удобства характера водной среды исползуют безразмерную величину – водородный показатель рН.

Водородный показатель - количественная характеристика кислотности среды, равная отрицательному логарифму концентрации свободных ионов водорода в растворе: pH= -lg

рН = 7 – нейтральная среда

рН < 7 – кислая среда

рН > 7 – щелочная среда

На всякий случай гидролиз.

Гидролиз солей. Гидролиз по катиону и аниону, расчет рН солей. Факторы, усиливающие гидролиз.

Гидролиз солей – это обменная обратимая реакция вещества с водой с образованием слабого электролита.

Возможны 3 варианта гидролиза солей:

    По аниону

    По катиону

    По аниону и катиону.

Факторы, усиливающие гидролиз

Гипертонический – раствор с большей концентрацией и большим осмотическим давлением по сравнению с другим раствором.

Гипотонический – раствор, имеющий меньшую концентрацию и меньшее значение осмотического давления.

Изотонические растворы – растворы с одинаковым осмотическим давлением.

Изотонический коэффициент

Изотонический коэффициент Вант-Гоффа (i) показывает во сколько раз коллигативные свойства раствора электролита больше, чем раствора неэлектролита при одинаковых условиях и концентрациях.

Понятие об изоосмии (электролитном гомеостазе)

Изоосмия - относительное постоянство осмотического давления в жидких средах и тканях организма, обусловленное поддержанием на данном уровне концентраций содержащихся в них веществ: белков, электролитов и т.д.

Осмоляльность и осмолярность биологических жидкостей и перфузионных растворов.

Осмоти́ческая концентра́ция - суммарная концентрация всех растворённых частиц.

Может выражаться как осмолярность (осмоль на литр раствора) и как осмоляльность (осмоль на кг растворителя).

Осмоль - единица осмотической концентрации, равная осмоляльности, получаемой при растворении в одном литре растворителя одного моля неэлектролита. Соответственно, раствор неэлектролита с концентрацией 1 моль/л имеет осмолярность 1 осмоль/литр.

Все одновалентные ионы (Na+, К+, Cl-) образуют в растворе число осмолей, равное числу молей и эквивалентов (электрических зарядов). Двухвалентные ионы образуют в растворе каждый по одному осмолю (и молю), но по два эквивалента.

Осмоляльность нормальной плазмы - величина достаточно постоянная и равна 285-295 мосмоль/кг. Из общей осмоляльности плазмы лишь 2 мосмол/кг обусловлены наличием растворенных в ней белков. Таким образом, главными компонентами, обеспечивающими осмоляльность плазмы, являются Na+ и С1- (около 140 и 100 мосмоль/кг соответственно). Постоянство осмотического давления внутриклеточной и внеклеточной 1 жидкости предполагает равенство молярных концентраций содержащихся в них электролитов, несмотря на различия в ионном составе внутри клетки и во внеклеточном пространстве. С 1976 г. в соответствии с Международной системой (СИ) концентрацию веществ в растворе, в том числе осмотическую, принято выражать в миллимолях на 1 л (ммоль/л). Понятие «осмоляльность», или «осмотическая концентрация», эквивалентно понятию «моляльность», или «моляльная концентрация». По существу понятия «миллиосмоль» и «миллимоль» для биологических растворов близки, хотя и не идентичны.



Таблица 1. Нормальные значения осмоляльности биологических сред

Р осм крови = 7,7 атм

Основную задачу осморегуляции выполняют почки. Осмотиче­ское давление мочи в норме значительно выше, чем плазмы крови, что и обеспечивает активный транспорт из крови в почку. Осморегуляция осуществляется под контролем ферментативных систем. Нарушение их деятельности приводит к патологическим процессам. При внутривенных инъекциях, чтобы избежать нарушения ос­мотического баланса, следует использовать изотонические раство­ры. Изотоничен по отношению к крови физиологический раствор, содержащий 0.9% хлористого натрия. В хирургии явлением осмоса пользуются, применяя гипертонические марлевые повязки (марлю пропитывают 10%-ным раствором хлорида натрия). При этом рана очищается от гноя и носителей инфекции. Гипертонические растворы вводят внутривенно при глаукоме, чтобы снизить внутриглазное давление из-за повышенного содержа­ния влаги в передней камере глаза.

Роль осмоса в биологических системах.

· Обуславливает тургор (упругость) клеток.

· Обеспечивает поступление воды в клетки и межклеточные структуры, эластичность тканей и сохранение определённой формы органов. Обеспечивает транспорт веществ.

· Осмотическое давление крови человека при 310 К – 7,7 атм, концентрация NaCl – 0,9%.

Плазмолиз и гемолиз

Плазмолиз – сжатие, сморщивание клетки в гипертоническом растворе.

Гемолиз – набухание и разрыв клетки в гипотоническом растворе.

Билет 14. Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов. Изотонический коэффициент.