PROPRIETATILE SI FUNCTIILE SANGELUI

Proprietatile fizico-chimice ale sangelui

Culoarea

Culoarea se datoreaza prezentei hemoglobinei (Hb) din eritrocite. Nuantele de rosu ale sangelui variaza in functie de gradul de saturatie a Hb cu oxigen. Sangele arterial, ce are o saturatie cu oxigen a Hb de aproape 100%, prezinta o culoare risu aprins.

In teritoriul venos, Hb redusa confera sangelui o culoare rosu inchis, cu atat mai inchisa cu cat proportia de Hb redusa este mai mare.

Prezenta unor compusi anormali ai Hb modifica culoarea sangelui, astfel carboxihemoglobina (intoxicatie cu CO) imprima sangelui culoarea rosu aprins, iar methhemoglobina rosu brun.

Densitatea

Densitatea sangelui este data de cantitatea si densitatea substantelor solvite, in special proteine si de numarul de elemente figurate.

Valoarea normala a densitatii sangelui este de 1061 la barbati, 1057 la femei si de 1027 a plasmei, fata de 1000 pentru apa.

Variatiile ce apar in cursul ingestiei sau pierderilor de lichide sunt mai evidente la copii pentru ca mecanismele compensatorii sunt mai reduse la acestia. Scaderea densitatii sangelui poate sa apara in hipoproteinemii sau in anemii, iar cresterea in poliglobulii.

Vascozitatea

Vascozitatea sangelui este un factor hemodinamic important deoarece poate influenta fluxul sanguin si astfel aportul de O₂. Prin frecarea dintre moleculele diverselor substante din sange, precum si dintre sange si peretele vascular sunt generate forte de coeziune care se opun curgerii sangelui.

Nivelul vascozitatii sangelui influenteaza rezistenta periferica si prin aceasta presiunea arteriala. Vascozitatea depinde atat de factori plasmatici, cat si de elementele figurate ale sangelui. Factorii plasmatici sunt reprezentati de concentratia proteinelor totale. Elementele figurate ale sangelui influenteaza mai puternic vascozitatea, atat prin variatiile cantitative evidentiate prin hematocrit, cat si calitative eritrocitare.

Masurata cu vascozimetrul Hess si apreciata fata de apa vascozitatea sangelui este se 4,7 centi Poise la barbat si de 4,4 centi Poise la femeie si de 1,80 centi Poise pentru plasma.

Vascozitatea scade in anemii influentand si tipul de curgere al sangelui (crescand viteza, curgerea laminara poate deveni turbulenta) si creste in poliglobulii marind rezistenta periferica.

Pentru acelasi hematocrit si proteinemie, vascozitatea poate varia in functie de temperatura, viteza de curgere si diametrul vasului.

Presiunea osmotica

Presiunea osmotica este direct proportionala cu numarul de particule dizolvate in sange. Deoarece presiunea osmotica nu este influentata de celulele sanguine, 93% din presiunea osmotica a plasmei (7,67 atmosfere) este datorata electrolitilor din plasma si 7% substantelor organice neelectrolitice, uree, glucoza.

Determinarea osmolaritatii plasmei se face mai simplu prin stabilirea punctului crioscopic -0,56⁰C, corespunzand la 280-320 mmol/l.

Presiunea osmotica este forta care determina sensul si intensitatea transferurilor de lichide cu electroliti prin membranele celulare inclusiv eritrocitare.

pH-ul sangelui arterial

pH-ul sangelui arterial este 7,4

Temperatura sangelui

Temperatura sangelui variaza cu o medie de 37,7-38⁰C. Temperatura este maxima (40⁰C) la nivelul hilului hepatic si prezinta un minim (36⁰C) in plamani.

Functiile sangelui

In ansamblul functional al sistemelor lichide din organism, lichid intracelular, interstitial si intravascular, sangele indeplineste roluri importante pentru mentinerea constanta a compozitiei si proprietatilor mediului intern.

Sangele participa la realizarea si reglarea principalelor functii ale organismului.

Functia circulatorie

Prin volumul si proprietatile sale fizice si chimice, sangele asigura mentinerea si reglarea presiunii arteriale. Functia de transport este principala functie prin care sangele vehiculeaza toate componentele necesare vietii.

Functia respiratorie

Functia respiratorie consta in transportul oxigenului de la plamani la tesuturi si a CO₂ rezultat din respiratia celulara spre zona alveolo-capilara unde este eliminat. Atat O₂ cat si CO₂ sunt transportate fie sub forma libera, dizolvata, care realizeaza presiunea partiala si directioneaza schimburile, fie sub forma fixata in plasma sau eritrocite.

Functia excretorie

Functia excretorie se realizeaza prin mecanismul de transport al produsilor finali de catabolism rezultati din metabolismul intermediar, cum ar fi, uree, acid uric, creatinina, amoniac, CO₂, acid lactic la nivelul organelor excretoare.

Functia nutritiva

Substantele nutritive, ca de exemplu: glucoza, aminoacizii, acizii grasi, vitamine, rezltate ca produsi finali de digestie ai substantelor nutritive, sunt transportate de la nivelul intestinului subtire in circulatia generala si apoi la tesuturi.

Functia de aparare a organismului

Functia de aparare a organismului se realizeaza prin intermediul factorilor ce intervin in apararea specifica si nespecifica. Astfel leucocitele intervin prin fagocitoza. Alte componente de tipul proteinei C reactive, sistemului complement au rol in apararea nespecifica, iar prin imunoglobuline, limfocite T si B, macrofage si plasmocite, sangele asigura desfasurarea proceselor imune fata de agentii infectiosi sau proteine straine.

Functia homeostatica

Sangele are rol in mentinerea echilibrelor fizico-chimice ce conditioneaza desfasurarea normala a proceselor vitale. Sangele contribuie la realizarea urmatoarelor componente homeostatice:

izoionia - pastrarea constanta a concentratiei ionilor si a raporturilor dintre acestia

izotonia - mentinerea constanta a presiunii osmotice a sangelui

izohidria - mentinerea balantei echilibrului acido-bazic cu pastrarea constanta a (H⁺) si respectiv a pH-ului sanguin

izotermia - mentinerea constanta a temperaturii corpului se realizeaza datorita fazei lichide a sangelui. Caldura specifica foarte ridicata a apei face posibila distribuirea in intregul organism a caldurii ce se produce prin reactiile exoterme in special din ficat. Prin mentinerea constanta a temperaturii organismului se asigura viteza si randamentul reactiilor metabolice.

Functia de reglare a principalelor functii ale organismului

Sangele, prin hormonii transportati cat si prin substantele biologic active continute, participa la reglarea principalelor functii ale organismului (circulatorie, excretorie, etc).

Functia de asigurarea unitatii organismului

Prin legatura directa intre cele mai diferite sisteme, realizeaza actiunea simultana a organelor in cadrul mecanismelor de adaptare la conditiile mediului ambiant.

Volemia - variatii fiziologice si patologice

Volemia sau volumul sanguin total (VST) este o componenta a mediului intern aflata in echilibru cu celelalte compartimente lichidiene ale organismului. Aceasta reprezinta suma dintre volumul de plasma (VP) si volumul elementelor figurate ale sangelui sau volumul globular (VG), reprezentat de eritrocite (99%), leucocite si trombocite.

Volumul sanguin total (VST) este la adult de aproximativ 5000 ml dintre care 3000 ml sunt reprezentati de VP (55%), iar 2000 ml de VG (45%). Raportat la greutatea corporala, VST reprezinta 7-8% sau 78ml/kg corp, iar raportat la suprafata corporala 3 0,5l/m².

VST se apreciaza atat ca suma a celor doua componente VP si VG, cat si ca raport eritroplasmatic (VG/VP), care este 45/55 la sexul masculin, 40/60 la sexul feminin si 54/46 la nou-nascut.

Variatiile fiziologice ale volemiei

Volemia nu este o constanta rigida. Notiunea de homeostazie presupune variatia posibila si necesara a volemiei intre anumite limite constante, tolerabile fiziologic.

Modificarile volemiei pot fi determinate de factori interni endocrino-metabolici si neuro-vegetativi sau de modificarile mediului extern, care determina reactii adaptative.

Factorii care determina variatii fiziologice ale volemiei sunt:

Sexul - determina variatii caracteristice ale VG, mai mare la sexul masculin datorita adaptarii eritropoiezei la un consum crescut de O₂ determinat de masa musculara mai bine reprezentata la barbat.

Varsta - conditioneaza variatiile volemiei raportate la kg corp. Nou-nascutul la termen are valori mai mari ale volumului sanguin (80-100ml/kg corp) ca rezultat al stimularii eritropoiezei prin hipoxia la care este supus fatul in ultima parte a vietii intrauterine si in cursul travaliului. Paralel cu inaintarea in varsta volumul sanguin scade prin scaderea hidrofiliei tisulare a volumului spatiului extracelular si cresterea proportiei de tesut adipos. La batrani, VST scade prin scaderea VP proportional cu scaderea vitezei proceselor metabolice.

Starea fiziologica - VST creste cu 20-30% la gravide in ultimul trimestru de sarcina, prin cresterea VP ca urmare a retentiei hidrosaline determinata de secretia crescuta de estrogeni si progesteron.

Efortul fizic - la persoanele neantrenate VST scade cu 10% prin extravazarea de lichide in spatiul interstitial muscular, in timp ce la persoanele antrenate VST creste cu aprox. 100 ml/kg prin mobilizarea eficienta a sangelui de depozit.

Conditii externe

Altitudinea - creste VST prin marirea VG. Scaderea tensiunii O2 activeaza eritropoieza si determina poliglobulia de altitudine.

Temperatura ambianta - variabila in functie de clima, sezon, microclimat, se afla in interrelatie cu sistemele de reglare volemica. Expunerea acuta in mediu cu temperatura ridicata determina scaderi ale volemiei pe baza VP care diminua prin deshidratare extracelulara (transpiratie).

Modificarile de postura

Dupa 30 min de ortostatism, VST scade cu aprox. 15% datorita cresterii presiunii hidrostatice in capilarele membranelor inferioare si a fortei de transudare si extravazare plasmatice in interstitiu. In clinostatismul de scurta durata (maxim de cateva ore), VST creste usor datorita scaderii fortei de transudare in membrele inferioare, iar clinostatismul prelungit, in conditiile imobilizarii indelungate la pat, scade VST prin scaderea intensitatii metabolismului tisular si, in paralel a volumului plasmatic.

Variatiile patologice ale volemiei

In functie de volumul sanguin total si de hematocritul venos se descriu 9 situatii posibile,

Variatiile patologice ale volemiei

Volemie Hematocrit Exemple

Normovolemie Normocitemica Stare fiziologica

Oligocitemica Anemii

Policitemica Fiziologica - de altitudine

Patologica - primara (policitemia vera)

secundara bolilor cardio-pulmonare cronice

Hipovolemie Normocitemica in prima faza a hemoragiilor oculte

Oligocitemica anemii severe, boli comsumtive

mixedem

Policitemica deshidratari extracelulare

Hipervolemica Normocitemica fiziologica - ultimul trimeastru de sarcina

patologica - posttransfuzional

Oligocitemica  corectie excesiva a masei sanguine, hipertensiune arteriala, hipertiroidism, hiperhidratari extracelulare

Policitemica  la hipertensivi cu insuficienta respiratorie

Depozitele sanguine

Din punct de vedere al mobilitatii in diferite sectoare vasculare VST cuprinde volumul circulant sistemic si volumul stagnant in anumite organe si teritorii cu functie de rezervor sanguin: ficatul, splina, plexul venos subpapilar dermic si mica circulatie (volum sanguin central).

Masa de sange depozitata in aceste teritorii are semnificatia unei rezerve functionale la care se apeleaza in conditii fiziologice pentru asiguarea unui aport crescut de O₂ si substante nutritive (efort fizic)sau a unui debit crescut de sange (termoreglare) si in conditii patologice, pentru refacerea volumului sanguin circulant in cazul unor pierderi importante de masa sanguina.

In aceste teritorii, patul vascular prezinta anumite particularitati morfo-functionale: este reprezentat de vene si capilare sinusoide fara pereti proprii; este dotat cu o mare distensibilitate ce permite acumlarea unui volum crescut de sange fara cresterea marcata a presiunii sanguine; este dotat cu sfinctere pre- si postcapilare care regleaza circulatia in depozitul sanguin, au o bogata inervatie simpatica si o sensbilitate crescuta la catecolaminele circulate si alti factori reglatori; viteza de circulatie in depozitul sanguin este de 8-10 ori mai mica decat in circulatia sistemica; sangele depozitat are un Ht crescut, deoarece apa plasmatica extravazeaza in interstitiul organului de depozit.

Ficatul - poate depozita 500-600 ml de singe in capilarele sinusoide si venele hepatice, reprezentand 20-25% din sangele hepatic.

Hipovolemia acuta determina prin mecanism simpato-adrenergic evacuarea depozitului sanguin hepatic prin urmatoarele mecanisme: vasoconstrictie arteriala si contractia sfincterelor precapilare; relaxarea sfincterelor venoase postcapilare si a venelor hepatice.

Produsii de digestie absorbiti pe calea venei porte, dar si o serie de polipeptide si amine biogene, determina contractia sfincterelor venoase postcapilare si congestia ficatului prin acumularea de sange in depozit.

Splina - poate depozita 200-300 ml de singe la nivelul sistemului de capilare sinusoide al pulpei rosii. Capsula splenica prezinta fibre musculare netede prin a caror contractie ritmica se asigura extravazarea plasmei si concentrarea sangelui de depozit. Evacuarea depozitului splenic creste Ht sangelui circulant cu 1-2% si are loc prin mecanism simpato-adrenergic, declansat in efortul fizic, hipovolemia acuta si efortul de termoreglare. Stimularea simpatoadrenergica determina: contractia intensa a fibrelor musculare capsulare - splenocontractie; contractia sfincterelor arteriolare precapilare; relaxarea sfincterelor venoase postcapilare si a venelor splenice.

Scaderea activitatii simpatice determina dilatatia puternica a splinei si cresterea volumului de sange din depozitul splenic.

Plexul venos dermic subpapilar - apartine circulatiei functionale cutanate si poate depozita 1000 ml de singe cu rol major in conditii termice normale, debitul sanguin cutanat este de 400 ml/min.

Frigul reduce debitul sanguin cutanat pana la 50 ml/min prin vasoconstrictie mediata de cresterea tonusului simpatic.

Caldura creste debitul sanguin cutanat pana la 2,8 l/min prin vasodilatatie mediata de scaderea tonusului simpatic.

De la vasoconstrictia extrema pana la vasodilatatia extrema conductibilitatea termica a pielii creste de 8 ori.

Volumul sanguin central

Volumul sanguin central este reprezentat de sangele cuprins in ventriculul drept, artera pulmonara, capilarele pulmonare, venele pulmonare si atriul stang, teritoriu circulator caracterizat prin densitatea mare a voloreceptorilor.

Volumul sanguin central reprezinta aprox. 20% din VST si are rolul unui depozit sanguin rapid mobilizabil ce contribuie la reglarea prompta a volemiei: trecerea de la clinostatism la ortostatism determina vasoconstrictie in teritoriul volumului sanguin central, mediata de inervatia simpatica; dislocarea unui volum sanguin important urmareste compensarea scaderii presiunii arteriale la trecerea in ortostatism; prin acelasi mecanism, volumul sanguin central participa la adaptarea rapida a circulatiei musculaturii scheletice la debutul unui efort fizic.

Excitarea voloreceptorilor din teritoriul volumului sanguin central in conditiile cresterii volemiei, determina inhibarea reflexa a secretiei de ADH si cresterea diurezei, iar scaderea volemiei stimuleaza secretia de ADH si determina scaderea diurezei.

Reglarea volemiei

Repartitia volemiei si factorii reglatori ai acesteia

Repartitia volemiei si factorii reglatori ai acesteia in functie de:

-regimul de presiune vascular: 85% din VST este prezent in rezervorul de capacitate cu presiune scazuta din cord si venele mari, iar 15% in rezervorul cu presiune ridicata din aorta si arterele mari;

-de tipul vascular: 20% din VST este distribuit in artere, 75% in vene si 5% in capilare.

in functie de viteza de circulatie: 2/3 din VST circula cu viteza crescuta in circulatia sistemica, iar 1/3 este prezent in depozitele sanguine in care viteza de circulatie este redusa.

Redistribuirea volemiei in conditii fiziologice si patologice se poate realiza prin doua mecanisme:

-mobilizarea depozitelor sanguine (efort fizic, emotii, hemoragii, efort de termoreglare), sub actiunea simpaticului si a catecolaminelor

-redistribuirea VST spre organe cu activitate metabolica intensa si reducerea irigatiei organelor cu activitate metabolica scazuta.

Factorii care determina redistribuirea volumului sanguin sunt:

-factori metabolici locali: CO₂, acidul lactic, H , K⁺, cu actiune vasodilatatoare locala

-factori neuro-vegetativi simpatico-adrenergici - determina vasoconstrictie in teritoriile inactive si vasodilatatie in teritoriile active; factori endocrini; hormoni, polipeptide, amine biogene.

Redistribuirea volemiei in conditii fiziologice si patologice

Eveniment fiziologic si patologic  Debit sanguin crescut Debit sanguin scazut

digestie  organe digestive creier, piele, muschi

Scheletic

Efort fizic muschi, inima, piele organe digestive

Hemoragie inima, creier piele, muschi, rinichi,

organe digestive

Reglarea VST presupune reglarea celor doua componente ale sale volumul plasmatic si volumul globular

Reglarea volumului plasmatic

Reglarea volumului plasmatic se realizeaza prin urmatoarele mecanisme:

-reglarea echilibrului hidric

-reflexe vasculare - vasoconstrictoare/vasodilatatoare care influenteaza schimburile de lichid intre compartimentul vascular si cel interstitial. Hemoragia determina vasoconstrictie si trecerea de lichid din interstitiu in vas, iar caldura determina vasoconstrictie cu trecerea de lichid din vas in interstitiu

-presiunea coloid-osmotica data de proteinele plasmatice participa la schimbul de lichide dintre vas si interstitiu. Scaderea presiunii coloid-osmotice (hipoproteinemie<5,5 g/dl) determina acumularea de lichide in interstitiu cu aparitia edemului hipoproteic

Reglarea volumului globular

Hipoxia tisulara stimuleaza secretia de eritropoietina, iar intensficarea eritropoiezei creste volumul globular. Poliglobulia inhiba secretia de eritropoietina si diminua eritropoieza.