І рівень

План

Тема: Розчини. Фізіологічні розчини, їх склад та застосування.

Позааудиторна самостійна робота № 4

ІІІ рівень

ІІ рівень

І рівень

1.Який з чинників не є причиною порушення метало – лігандного гомеостазу:

а) нестача вітамінів;

б) надходження ксенобіотиків;

в) дефіцит біоелементів;

г) надлишок біоелементів.

2. Вказати формулу трилону Б:

а) NaЕДТА; б) Na₂ЕДТА; в) Na₂НТА; г) Сa₂ЕДТА.

3.Яка з комплексних сполук платини використовується у медицині як протипухлинний засіб:

а) Cs₂[Pt(CN)₄F₂]; б) Pt(NH₃)₂Br₂; в) K[PtCl₃(C₂H₄)]; г) Pt(NH₃)₂Cl₂

4. Вказати назву сполуки, яка використовується при отруєннях солями Кальцію:

а) тетацин; б) комплексон Б; в) унітіол; г) хризолан.

5.Природні сполуки, які здатні утворювати комплекси з катіонами лужних і лужноземельних металів, називаються:

а) криптандами; б) «коронами»; в) кластерами; г) йонофорами.

6. Які з представників КС можуть утворювати халатні сполуки з радіонуклідом Стронцію:

а) йонофори; б) криптанди; в) «корони»; г) аміакати.

7.Які з КС належать до комплексонів:

а) ЕДТА; б) НТА; в) СаNa₃ДТПА; г) карбоніли.

1.Роль води та розчинів в біології та медицині.

2.Осмос і осмотичний тиск, його біологічне значення.

3.Поняття про фізіологічні розчини та їх застосування..

Час виконання: 2 години

Мета роботи: ознайомитися з роллю розчинів у біології та медицині, розглянути склад і застосування фізіологічних розчинів.

Водні розчини – це найпоширеніші системи у живій і неживій природі. Оскільки вода є універсальним розчинником твердих, рідких і газоподібних речовин. Розчини відіграють винятково важливу роль у життєдіяльності будь – яких організмів. Саме у водному середовищі відбувається більшість хімічних реакцій, у тому числі й складні фізіологічні та біохімічні процеси (травлення їжі, всмоктування в кров поживних речовин та виведення з організму продуктів обміну тощо). Основні біологічні системи - плазма крові, лімфа, сеча, спинномозкова рідина – містять різні неорганічні та органічні речовини у розчиненому стані.

Добова потреба дорослої людини у воді становить в середньому 2,5 дм³, причому в організмі людини відбувається постійний обмін води і розчинених у ній речовин. Основна частина води організму (70%) міститься всередині клітин разом з катіонами Калію і фосфат – йонами; 23% - у міжклітинній рідині з йонами Натрію, хлорид – і гідрогенкарбонат – йонами; 7% - усередині кровоносних судин і плазми крові.

Дифузія – це самочинний процес вирівнювання концентрації речовини у всьому об’єму розчину, зумовлений тепловим рухом частинок розчиненої речовини і розчинника. Дифузія відбувається з розчину більшої концентрації розчиненої речовини у розчин з меншою концентрацією цієї речовини.

Розглянемо процес дифузії, коли між розчином і розчинником, або на межі двох розчинів різної концентрації, помістити напівпроникну мембрану. Напівпроникними є перегородки, крізь пори яких проходять тільки молекули розчинника і затримуються частинки розчиненої речовини. Такі властивості характерні для стінок клітин живих і рослинних організмів (стінок кишок, сечового міхура, шкіри, протоплазми), і штучно виготовлених органічних мембран (плівок з колодію, желатини, целофану). За наявності напівпроникної мембрани відбувається проникнення молекул розчинника у більш концентрований розчин. Односторонню дифузію молекул розчинника крізь напівпроникну мембрану з розчину з меншою концентрацією в розчин з більшою концентрацією, називають осмосом.

Осмос можна спостерігати у приладі, який називають осмометром. (рис. 1)

Рис. 1. Схема осмометра: 1 – манометр; 2 – посудина з розчином; 3 – посудина з розчинником.

Для цього у посудину (2) з напівпроникною мембраною наливають розчин і закривають корком, у який вставлена трубка, з’єднана з манометром (1). Осмометр занурюють у посудину з розчинником (3). У результаті дифузії розчинника із зовнішньої посудини всередину осмометра, рівень рідини в трубці буде підніматись, що створить надлишковий гідростатичний тиск р, який обчислюють за формулою

p = h g,

де h - надлишковий стовп рідини; - густина рідини; g – прискорення сили земного тяжіння.

Поступово швидкість дифузії і гідростатичний тиск досягнуть таких величин, за яких кількість молекул розчинника, що переміщуються крізь мембрану в посудину (2) та із посудини (2) у посудину (3), вирівняються. Тобто настане осмотична рівновага. Надлишковий гідростатичний тиск у посудині з розчином, при якому встановлюється осмотична рівновага, називають осмотичним тиском. Величина осмотичного тиску визначається тим зовнішнім тиском, який треба прикласти до розчину, щоб осмос припинився.

Голландський хімік Я. Вант – Гофф (1887) запропонував для обчислення осмотичного тиску застосовувати газові закони: осмотичний тиск розчину дорівнює тому тиску, який учинила б розчинена речовина, перебуваючи за тієї ж температури у газоподібному стані і займаючи об’єм, однаковий з об’ємом розчину. Використовуючи об’єднане рівняння газового стану Менделєєва – Клапейрона:

pV = RT = ,

Вант – Гофф вивів рівняння для визначення осмотичного тиску :

= = C_MRT,

де -осмотичний тиск розчину, кПа; С_М – молярна концентрація розчину, моль/л; R – універсальна газова стала (8,314 Дж/(моль*К); T - абсолютна температура, К.

Наведене вище рівняння є математичним виразом закону осмотичного тиску Вант – Гоффа, який формулюють так: осмотичний тиск розчину прямо пропорційний його молярній концентрації та абсолютній температурі.

Відомо, що всі біологічні рідини є водними розчинами багатьох міне­ральних і органічних речовин. Вони мають певний осмотичний тиск, який підтримується на відносно сталому рівні. Так, для плазми крові людини цей показник дорівнює 770-821 кПа (7,6-8,1 атм). На відміну від крові, осмотичний тиск сечі і поту коливається у ширших межах. Близько 60 % осмотичного тиску крові створюють наявні у ній йони Nа⁺ і СІ^-, а значно меншу його частину зумовлюють білки. Тиск, що створюється високомолекулярними біологічно активними сполуками, називають он­котичним тиском. Він становить менше 0,5 % від загального осмо­тичного тиску (3,04-4,05 кПа або 0,03-0,04 атм) і на 80 % визначається альбумінами. Онкотичному тиску належить основна роль у механізмі надходження води у кров із тканинної рідини, тому що низькомолеку­лярні речовини плазми без перешкод проникають крізь стінки кровонос­них капілярів і їх концентрація у крові і тканинній рідині практично одна­кова. Оскільки онкотичний тиск крові становить близько 4 кПа, а тка­нинної рідини та лімфи - приблизно 1,33 кПа, то за рахунок цієї різниці тисків вода надходить із лімфи у кров.

Завдяки тому, що стінки клітин мають властивості мембран, роз­поділ води в тканинах залежить від осмотичного тиску. Зокрема, стан осмотичної напруженості клітини, зумовлений підвищеним осмо­тичним тиском, називають тургором. Він забезпечує пружність та еластичність тканин. У рослин засушливих місцевостей осмотичний тиск високий, а у болотних рослин - порівняно низький.

Вода проникатиме у клітину доти, поки різниця осмотичного тиску між клітиною та середовищем не стане рівна нулю, або поки гідроста­тичний тиск у клітині, який збільшується в результаті набрякання кліти­ни і розтягнення її оболонки, не зрівноважить осмотичного тиску.

У процесі регуляції осмотичного тиску беруть участь органи виді­лення, головним чином нирки і потові залози. Завдяки їм вода, що надхо­дить в організм, і продукти метаболізму виводяться із сечею та потом, не спричинюючи суттєвих змін осмотичного тиску.

Розчини з однаковим осмотичний тиском називають ізотоніч­ними. Якщо осмотичний тиск одного розчину більший, ніж іншо­го, то перший розчин с гіпертонічним, а коли навпаки - то гіпото­нічним.

Ізотонічність - це одна із вимог, що ставляться до інфузійних розчинів, очних крапель та ін. У клінічній практиці ізотонічними є розчи­ни, осмотичний тиск яких дорівнює осмотичному тиску плазми крові, тобто 7,7-8,1 атм. Це розчини з масовою часткою натрій хлориду 0,85-0,9 % або глюкози - 4,5-5,0 %. Крім того, використовують різні багато­компонентні фізіологічні розчини, зокрема Рінгера, Рінгера - Локка, Тироде та ін., які за своїм хімічним складом наближаються до плазми крові (містять йони Натрію, Калію, Кальцію, Магнію, Хлору, гідрогенкарбонат-іони, дигідрогенфосфат-іони, глюкозу). Такі розчини можна вводити внутрішньовенно у досить великих кількостях при втратах крові і плазми. Цікаво, що їх склад подібний до складу морської води.

Зміна осмотичного тиску рідини, що оточує клітину, призводить до порушення в ній водного обміну. У гіпотонічних розчинах спостерігається явище лізису, тобто клітини набрякають і руйнуються. Наприклад, якщо еритроцити вмістити в розчин з меншим осмотичним тиском, ніж все­редині еритроцита, то вода проникатиме всередину еритроцита і останній набрякає, збільшується в об'ємі і руйнується. Явище руйнування оболонки еритроцитів при введенні у плазму крові гіпотонічних роз­чинів, що супроводжується виходом гемоглобіну в плазму, назива­ють гемолізом (утворюється "лакова" кров) (див. рис. 2).

Н₂О

плазмоліз

Рис. 2. Гемоліз і плазмоліз еритроцитів

Якщо еритроцити вмістити у розчин з більшим осмотичним тис­ком, ніж всередині еритроцитів, тобто у гіпертонічний розчин, то вони втрачають воду, різко зменшуються в об'ємі і зморщуються. Явище зморщування еритроцитів при введенні у плазму крові гіпертоніч­них розчинів називають плазмолізом.

Щоб не порушити осмотичної рівноваги крові, гіпертонічні розчини глюкози (з масовою часткою 20 %, 40 %) вводять у кров внутрішньо­венно і дуже повільно, найчастіше крапельним шляхом.

Гіпертонічний розчин натрій хлориду (5-10%) застосовують у хірургії зовнішньо для очищення гнійних ран. При накладанні марлевих пов'язок, змочених таким розчином, рідина із рани рухається у напрям­ку розчину з більшим осмотичним тиском і це сприяє очищенню її від гною, мікроорганізмів тощо. Гіпертонічні розчини гіркої солі МgSО₄ · 7 H₂O, або глауберової солі Na₂SО₄ · 10H₂O застосовують як послаблюючі за­соби, тому що внаслідок осмосу відбувається перехід великої кількості води із слизової оболонки у просвіт кишок.

Методичні рекомендації

1.При вивченні першого питання скласти опорний конспект.

2.При вивченні другого питання розглянути процес осмосу за малюнком 1, записати математичний вираз закону осмотичного тиску Вант – Гоффа. Скористатися пам’яткою №2. Записати визначення онкотичного тиску та тургору.

3.Розглядаючи третє питання, з’ясувати, які процеси відбуваються при введенні в кров гіпо- та гіпертонічних розчинів.

Запитання для самоперевірки:

1. Яке явище називають осмосом? Що таке осмотичний тиск? Сформулювати закон Вант – Гоффа і написати його математичний вираз для розведених розчинів електролітів і неелектролітів.

2. Що таке онкотичний тиск?

3. Які розчини називають: а) ізотонічними; б) гіпотонічними; в) гіпертонічними? Навести приклади ізотонічних та гіпертонічних розчинів, які використовуються в медичній практиці. У якому з цих розчинів відбувається гемоліз, а в якому – плазмоліз еритроцитів?

Тести для самоконтролю

1. Які з перегородок є напівпроникними:

а) скляна пластинка; б) стінка сечового міхура; в) целофанова плівка.

2. Осмотичний тиск позначається літерою:

а)р; б) ; в) ; г) R.

3. Онкотичний тиск зумовлений наявністю:

а)біополімерів: б) катіонами K⁺ i Na⁺; в) аніонами Cl^- i SO₄^2-.

Дата добавления: 2015-05-23