заряженные ионы — катионы и анионы*. Катионами при этом служат металлы (Na+, К + , Са 2 + M g 2 + и др.), анионами — ионы кислотного остатка (С1-, НСО~ SO^~, НРО|~, Н 2 Р О ^ ) . Катионом является также ион аммония —NH+ а анионами — органические кислоты и белок.
В норме все жидкости организма электронейтральны, так как суммы положительных ионов (катионов) и отрицательных (анионов) находятся в нем в эквивалентном соотношении.
Концентрацию электролитов в жидкостях организма принята выражать не по массе вещества в единице объема (мг%), а в миллиэквивалентах на литр (мэкв/л)**. Эта величина указывает на химическую эквивалентность изучаемого иона, т. е. на число радикалов противоположного знака, которые он может фиксировать. Для простых ионов единица мэкв/л получается при делении величины концентрации мг/л на атомную массу и умножении на валентность.
или
В случае комплексных ионов число миллиэквивалентов можно узнать, учитывая число диссоциированных валентностей. Коэффициенты пересчета одних показателей в другие приведены в приложении № 2.
Жидкие фазы организма (плазма, межклеточная жидкость,, внутриклеточная жидкость) находятся в состоянии динамического равновесия. Однако наличие мембран между ними обеспечивает особенности электролитного состава жидкостей как в количественном, так и в качественном отношении.
Плазма крови — это раствор кристаллоидов, основным из которых является хлористый натрий, диссоциированный на ионы Na+и С1~. Около 90% натрия и 95% калия плазмы подвергается диализу; небольшие количества их связаны с белками и органическими кислотами. В основном хлор содержится в виде ионов, небольшая его часть связана, по-видимому, с сывороточным альбумином.
Несмотря на тесную связь между ионами Na+ и С1- (парные ионы диссоциированного электролита), эквивалентных отношений между ними нет. Это объясняется явлением Доннана, согласно которому протеиновые ионы сосудистого русла «изгоняют» через капиллярную мембрану способные к диффузии ионы хлора.
Межклеточная (интерстициальная) жидкость находится в ионном равновесии с плазмой крови и практически является ультра-
*** Степень диссоциации растворимых электролитов зависит от рН среды.**
**** Содержание электролитов в кормах и кале лучше выражать в грамм-эквивалентах** ( Г ' Э К В . ) .
фильтратом плазмы. В ней меньше белков и несколько выше концентрация С1--ИОНОВ.
По ионному составу внутриклеточная и внеклеточная жидкости значительно отличаются. Во внутриклеточной жидкости больше содержится катионов и анионов с вариациями в разных тканях (от 170 мэкв/кг в мышечной ткани до 203 мэкв/кг в мозговой). Однако в отличие от плазмы, где число активных ионов достигает 80%, в тканях их всего 35—45% [14]. Внутриклеточная жидкость содержит мало ионов Na+, С1~, ИСО;р В ней преобладают катионы К + , Mg 2+, анионы НРО^"" й полиэлектролиты (белки, нуклеиновые кислоты, фосфолипиды и т. д.). Одной из причин неравномерного распределения электролитов является неодинаковое взаимодействие ионов с коллоидными полиэлектролитами. А это зависит, в свою очередь, от величины гидратированных ионов. Важную роль в неравномерном распределении ионов по обе стороны плазматической мембраны играют также принудительные транспортные системы типа «насосов» (см. стр. 33).
Для наглядности электролитный состав жидкостей организма изображается в виде ионограмм, предложенных Гемблом (Gemble, 1951). Слева приводятся данные о концентрации катионов, справа— о концентрации анионов (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Состав жидкостей тела [31].
Рис. 2.5. Ионограмма плазмы крови новорожденных телят и коров [14]: ОК — органические кислоты; Б •— белок.
У взрослых сельскохозяйственных животных ионограммы плазмы и межклеточной жидкости близки к таковым у других видов животных и поддерживаются стабильно в разных условиях кормления и содержания. Больше выражены возрастные различия, особенно у жвачных животных, что связано со сменой типов питания и соответствующими изменениями ионного состава кормов (уменьшением эквивалентной доли натрия, кальция, хлоридов и фосфатов и увеличением доли калия, магния и анионов органических кислот).
Общая ионная концентрация в крови у новорожденных жвачных находится на уровне взрослых животных, однако соотношение отдельных ионов иное (рис. 2.5). Что касается мочи, то здесь различия не только качественные, но и количественные. К 6-месячному возрасту, когда происходит становление функций пищеварения и наступает функциональная зрелость органов выделения, ионограммы крови и мочи уже аналогичны взрослым животным. Ионограммы слюны и молока взрослых коров следующие [по 14].
| Ионограмма паротидной слюны коровы (мэкв/л) Катионы Анионы | Ионограмма молока коровы (мэкв/л) Катионы Анионы | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Na+ | 178 | HCOJ- | Ю4 | Na+ | 23,3 | HCOf | 3,4 |
| К+ | 8 | HPOf- | 47 | К+ | 38,3 | С1- | 28,2 |
| Са++ Mg++ Итого | 1 1 188 | С1- Другие ионы 20 188 | 17 | Са++ Mg++ | 63,6 14,8 | Н Р О | - SO*- Органические кислоты Белок | 63,8 2,8 31,2 10,6 |
Итого 140
Ионы жидкостей организма обусловливают наряду с другими компонентами определенную величину осмотического давления, обеспечивают поддержание равновесия клеточных мембран, оказывают влияние на состояние коллоидов тканей (поддерживая необходимую степень их дисперсности), участвуют в регуляции кислотно-щелочного равновесия и наряду с этим выполняют другие специфические для каждого иона функции.
Поддержание осмотического давления. Растворенные соли создают в жидкостях организма определенное осмотическое давление*, сохранение которого необходимо для нормальной жизнедеятельности.
Ионизированные соли, диссоциирующие в растворе на ионы, повышают осмотическое давление в большей степени, чем неэлектролиты (мочевина, глюкоза) при той же молярной концентрации.
*** Под осмотическим давлением понимают силу, обусловливающую движение растворителя через полунепроницаемую мембрану.**
