Осмотическое давление — это связывающая способность водных растворов, зависящая от количества растворенных частиц, но не от природы растворенного вещества или растворителя. Осмотическое давление создается в тех случаях, когда раствор отделен от чистого растворителя мембраной, которая свободно проходима для растворителя, но непроницаема для растворенных веществ. Количество веществ в растворе принято обозначать в миллимолях на 1 л (ммоль/л).
Плазма крови представляет собой сложный раствор, содержащий ионы (Na+ К+, Сl+, НСО3- и др.), молекулы неэлектролитов (мочевина, глюкоза и др.) и протеины. Осмотическое давление плазмы равно сумме осмотических давлений содержащихся в ней ингредиентов (табл. 19.2).
Данные, приведенные в табл. 19.2, рассчитаны по уравнению Вант-Гоффа (Белавин Ю.И.). Уравнение справедливо для разбавленных растворов. В реальном растворе значения осмотического давления могут быть несколько меньше за счет межмолекулярных и межионных воздействий. В указанной таблице не учтены жиры и холестерин.
Общая концентрация плазмы составляет 285—295 ммоль/л. Осмотическое давление плазмы создается преимущественно диссоциированными электролитами, имеющими относительно высокую молекулярную концентрацию и незначительную молекулярную массу. Осмотическую концентрацию обозначают термином «осмолярность» — количество миллимолей, растворенных в 1 л воды (ммоль/л), или термином «осмоляльность» (ммоль/кг). Примерно 50 % осмотического давления плазмы обусловлено Na+ и Сl+. Одновалентные ионы образуют в растворе количество осмолей, равное числу эквивалентов. Двухвалентные ионы образуют по два эквивалента, но по одному осмолю; 100 мг% глюкозы создают 5,5 ммоль/л, 100 мг% мочевины — 17,3 ммоль/л, белки плазмы — 1,5—2 ммоль/л.
Таблица 19.2.
Концентрация компонентов плазмы и создаваемое ими осмотическое давление

Компоненты плазмы

Концент-рация, ммоль/л

Мол.м.

Осмотическое давление
мм рт.ст. атм. кПа
Na+ 142 23 2745 3,61 365
С1- 103 35,5 1991 2,62 265
НСО3- 26 61 503 0,66 67
K+ 4,5 39 78 0,11 11
Са2+ 2,5 40 48 0,06 6
Mg2+ 1,0 24,3 19 0,03 3
РО43- 1,0 95 19 0,03 3
SO42- 0,5 10 0,02 2
Органические кислоты 5,0 97 0,13 13
Глюкоза 4,0 180 77 0,10 10
Белок 1,5-2,0 70 000-400 000 25 0,04 4
Мочевина 5,0 60 97 0,13 13
Всего... 296 5709 7,54 762


Осмотическое давление, создаваемое высокомолекулярными коллоидными веществами, называется коллоидно-осмотическим давлением (КОД). В плазме этими веществами являются альбумины, глобулины и фибриноген. В норме КОД равно 25 мм рт.ст. (3,4 кПа) и может быть определено с помощью расчетов или прямым измерением онкометром (табл. 19.3).
КОД зависит от молекулярной массы растворенного вещества и его концентрации. Альбумины, концентрация которых в плазме равна 42 г/л (4,2 г%), имеют мол. м. 70 000, их доля в КОД плазмы составляет до 80 %. Глобулины, имеющие более высокую мол. м., чем альбумины, создают до 16—18 % общего КОД плазмы. Всего 2 % КОД плазмы создают белки свертывающей системы крови. КОД зависит от уровня белка плазмы, главным образом от уровня альбумина, и связано с волемией, осмолярностью и концентрацией Na+ в плазме.
КОД играет важную роль в поддержании объема водных секторов и тургора тканей, а также в процессах транскапиллярного обмена. Имеется прямая зависимость между объемом плазмы и величиной КОД. Соотношение КОД и гидростатического давления определяет процессы фильтрации и реабсорбции. Снижение концентрации белков плазмы, особенно альбумина, сопровождается уменьшением объема крови и развитием отеков. Липоидо-растворимые вещества не обладают осмотической активностью.
Повышение осмолярности плазмы приводит к увеличению продукции антидиуретического гормона (АДГ) и вызывает ощущение жажды. Под влиянием АДГ меняется состояние гиалуроновых комплексов интерстициального сектора, повышается резорбция воды в дистальных канальцах почки и уменьшается мочеотделение. Образование АДГ закономерно увеличивается при снижении объемов жидкости в интерстициальном и внутрисосудистом секорах. При повышении объема крови образование АДГ уменьшается.

Таблица 19.3. Ионный и молярный состав жидкостей тела

Ионный состав

Плазма

Интерстициальная жидкость

Внутриклеточная жидкость
мэкв/л ммоль/л мэкв/л ммоль/л мэкв/л ммоль/л
Катионы
Na+

142

142

144

144

10

10
К+ 4 4 4 4 160 160
Са2+ 5 2,5 2 1 2 1
Mg2+ 3 1,5 2 1 26 13
Всего... 154 150,0 152 150 198 184
Анионы
С1-

103

103

114

114

3

3
НСО3- 27 27 30 30 11 11
РО43- 2 1 2 1 100 50
SO42- 1 0,5 1 0,5 20 10
Органические анионы 5 5 5 5

Белки 16 2 64 8
В с е г о... 154 138,5 152 150,5 198 82

Примечание. В каждом водном разделе поддерживаются постоянный ионный состав, постоянные значения осмотического давления и рН. Распределение воды между разделами зависит от общего количества растворенных в ней веществ. Вода движется в направлении более высокого осмотического градиента. Электронейтральность среды обеспечивается равенством суммарных количеств катионов и анионов.

Функционирование этого механизма обусловлено рецепторами объема в артериальной системе, предсердиях и интерстициальной ткани. При гиповолемии усиливается секреция альдостерона, увеличивающего реабсорбцию натрия.
Внеклеточная и внутриклеточная жидкость, концентрация электролитов и рН находятся между собой в неразрывной связи. Любые нарушения постоянства внутренней среды организма сопровождаются изменениями водных секторов. Большие колебания жидкости в секторах обусловлены сложными биологическими процессами, подчиняющимися физико-химическим законам. При этом наибольшее значение имеют законы электронейтральности и изоосмолярности.