Занятие 17. Нарушение кислотно-щелочного равновесия в организме

Цель занятия

Определить величину щелочного резерва крови у собак: а) с экспериментальным диабетом; б) длительной потерей больших количеств желудочного сока; в) у интактной собаки (контроль).

Подготовка к занятию

Студенты готовятся к данному занятию в объеме еле дующих вопросов.

1. Значение кислотно-щелочного равновесия для организма и механизмы его регуляции.

2. Виды нарушения кислотно-щелочного равновесия: ацидозы и алкалозы - газовые и негазовые, компенсированные и некомпенсированные.

3. Основные методы исследования кислотно-щелочного равновесия.

4. Заболевания, при которых встречаются различные виды нарушения кислотно-щелочного равновесия.

^* (Из расчета на одно рабочее место для 2-3 студентов.)

Наименование опытов и методика их проведения

Опыт 1. Определение щелочного резерва плазмы крови по ван Слайку у собаки с экспериментальным диабетом. Экспериментальный диабет вызывается удалением поджелудочной железы за неделю до занятия.

Устройство волюметрического аппарата ван Слайка

Аппарат (рис. 13) состоит из: газометрической бюретки (7) со смесителем (2), где происходит реакция выделения углекислого газа и определяется объем последнего; наружной бюретки (3), которая служит для введения в газометрическую бюретку (1) исследуемой плазмы и реактивов; боковой трубки (4) - служит для слива жидкостей; сообщающихся трубок (5) и (6) - служат для спуска жидкостей из газометрической бюретки после измерения в ней объема выделившегося углекислого газа; 2 двухходовых кранов: верхнего (7) и нижнего (8). Верхний кран (7) служит для соединения газометрической бюретки (1) с наружной бюреткой (3) и трубкой для слива (4), нижний (8) - для соединения газометрической бюретки (7) с сообщающимися сосудами (5, 6), а также для соединения через резиновую трубку (9) со стеклянной грушей (10), которая служит для заполнения аппарата ртутью и для изменения уровня последней в аппарате.

Рис. 13. Волюметрический аппарат ван Слайка (описание в тексте)

К аппарату приданы (рис. 14) делительная воронка (1) и банка со стеклянными бусами (2), которые служат для насыщения исследуемой плазмы углекислым газом альвеолярного воздуха (парциальное давление СО₂ в альвеолярном воздухе 40 мм рт. ст.)

Рис. 14. Делительная воронка (1) и банка со стеклянными бусами (2) для насыщения плазмы альвеолярным воздухом

Принцип определения щелочного резерва по ван Слайку. В газометрическую бюретку аппарата, предварительно освобожденного от воздуха, вводят насыщенную углекислым газом альвеолярного воздуха (РСО₂ 40 мм рт. ст.) исследуемую плазму (под прикрытием слоя аммиака для предупреждения улетучивания СО₂) и серную кислоту. В результате реакции между бикарбонатами плазмы и серной кислотой образуется углекислота, распадающаяся на углекислый газ и воду. Углекислый газ, образовавшийся химическим путем вместе с некоторым его количеством, физически растворенным в плазме, собирают над поверхностью жидкости с помощью вакуума, который создают опусканием уровня ртути. Определяют по шкале газометрической бюретки объем выделившегося углекислого газа. По объему его, пользуясь специальной таблицей ван Слайка, в объемных процентах определяют содержание углекислоты, связанной в крови в виде углекислого натрия, что и соответствует щелочному резерву. В норме он равен 40-60 об.%.

Ход определения. 1. Предварительно готовят плазму. Для этого кровь (5 мл), извлеченную из бедренной вены собаки, сливают в центрифужную пробирку, содержащую 25 мг мелкоистолченного оксалата калия (для предупреждения свертывания). Кровь центрифугируют в течение 5-10 минут при 1500 об/мин.

2. Из пробирки берут пипеткой 2-3 мл ранее приготовленной плазмы и переносят в делительную воронку, соединенную с банкой, заполненной для задерживания водяных паров стеклянными бусами.

Для насыщения плазмы углекислотой альвеолярного воздуха вынимают стеклянную пробку и открывают кран делительной воронки, а затем, сделав неглубокий вдох, быстро и по возможности полностью, выдыхают воздух через банку с бусами в делительную воронку.

Перед концом выдоха делительную воронку закрывают стеклянной пробкой и перекрывают кран.

Отсоединяют делительную воронку от банки, затем медленным вращением воронки вокруг оси в течение 3-4 минут способствуют более полному насыщению плазмы углекислотой альвеолярного воздуха.

Делительную воронку ставят в кольцо штатива, чтобы плазма полностью стекла на ее дно.

3. В наружную бюретку аппарата ван Слайка наливают 2-3 мл 1% раствора аммиака и, открыв верхний и нижний двухходовые краны - верхний устанавливают на соединение газометрической бюретки (!) с наружной бюреткой (3) и, опуская и поднимая (2-3 раза) грушу с ртутью, промывают аппарат аммиаком. По окончании промывания раствор аммиака удаляют из аппарата через боковую трубку для слива. Весь аппарат заполняется ртутью. При этом в боковую трубку и в наружнюю бюретку вводят немного ртути, после чего верхний кран закрывают.

4. Для проверки аппарата на отсутствие воздуха и жидкости над ртутью при закрытом верхнем и открытом нижнем кранах сначала опускают грушу с ртутью вниз, создавая в пробирке вакуум, а затем поднимают ее. Ртуть в газометрической бюретке при этом вначале опускается, а затем быстро поднимается. При условии отсутствия воздуха и жидкости ртуть, ударяясь о верхний кран, издает характерный металлический звук.

5. В наружную бюретку аппарата ван Слайка над ртутью наливают 0,5 мл раствора аммиака. Затем открывают пробку делительной воронки, быстро набирают 1 мл плазмы в пипетку и вводят ее под слой аммиака в бюретку.

В газометрическую бюретку аппарата впускают всю плазму и часть аммиака (открывая кран 7 и осторожно опуская грушу с ртутью); в наружную бюретку наливают 0,5-0,6 мл дистиллированной воды, добавляют одну каплю каприлового или октилового спирта (для предотвращения вспенивания), а затем вводят в газометрическую бюретку оставшуюся часть раствора аммиака и большую часть воды, таким образом смывая остаток плазмы.

6. В наружную бюретку наливают 0,5 мл 10% раствора серной кислоты и вводят это количество в газометрическую трубку. При этом воронку с ртутью опускают до тех пор, пока уровень ртути не дойдет до метки 2,5 мл в смесителе газометрической бюретки, после чего верхний кран (7) закрывают.

Опустив грушу с ртутью вниз, закрывают нижний кран, как только уровень ртути в пробирке достигнет метки 50 мл. В образовавшийся вакуум выделяется углекислый газ, вытесняемый из плазмы серной кислотой.

Для лучшего перемешивания плазмы с серной кислотой и в целях усиления выделения углекислого газа прибор вынимают из штатива, 15-25 раз осторожно переворачивают и снова ставят в штатив.

7. Устанавливают нижний кран 8 на соединение газометрической бюретки с расширенным коленом 6 (нижним резервуаром) сообщающихся трубок, расположенных книзу от нижнего крана; путем дальнейшего опускания груши с ртутью переводят всю жидкость в расширенное колено (нижний резервуар) сообщающихся трубок.

Нижний кран переводят на соединение узкого колена сообщающихся трубок (заполненного ртутью) с газометрической бюреткой.

Поднимают грушу с ртутью до тех пор, пока ртуть в газометрической бюретке и груше не установится на одном уровне, после чего нижний кран закрывают и измеряют объем газа (СО₂) по делениям бюретки.

Для очистки аппарата через отросток для слива удаляют газ и жидкость, а затем аппарат промывают раствором аммиака.

Таблица для определения щелочного резерва по методу ван Слайка

8. Найденный объем газа V_I приводят к объему при давлении P₀ 760 мм рт. ст. по формуле:

где V₀ - приведенный объем газа;

V_I - найденный объем газа;

P_I - барометрическое давление во время исследования;

Р₀ - 760 мм рт. ст.

Зная приведенный объем газа и температуру, при которой проводилось исследование, по прилагаемой таблице находят количество миллилитров углекислого газа, связанное 100 мл плазмы в виде бикарбоната. Полученная величина будет показателем щелочного резерва плазмы крови.

Если определение сделано при какой-нибудь температуре, не указанной в таблице, то значение резервной щелочности определяют по формуле:

Опыт 2.

Определение щелочного резерва плазмы крови по ван Слайку у собак с длительной потерей больших количеств желудочного сока. Длительная потеря больших количеств желудочного сока вызывается у собаки с басовской фистулой желудка путем оставления фистулы открытой в течение 2-3 дней. В плазме подопытного животного резервная щелочность определяется так же, как и в опыте 1.

Опыт 3. Определение щелочного резерва плазмы крови по ван Слайку у интактной собаки. Ход определения щелочности у контрольной собаки аналогичен изложенным выше определениям в опытах 1 и 2.