Lucrări Practice de Fiziologie Sânge și Funcția Respiratorie 2016 - PDF

# Lucrări Practice de Fiziologie ## **SÂNGE ȘI FUNCȚIA RESPIRATORIE** ## Titlul lucrării în original: Physiology laboratory exercises: Blood and respiratory function ## Autori: - Orbán-Kis Károly MD, PhD - Muresan Simona MD, PhD - Metz Erzsébet-Júlia MD, PhD - Szőcs Ildikó MD ## Universitatea...

# Lucrări Practice de Fiziologie ## **SÂNGE ȘI FUNCȚIA RESPIRATORIE** ## Titlul lucrării în original: Physiology laboratory exercises: Blood and respiratory function ## Autori: - Orbán-Kis Károly MD, PhD - Muresan Simona MD, PhD - Metz Erzsébet-Júlia MD, PhD - Szőcs Ildikó MD ## Universitatea de Medicină și Farmacie Tîrgu Mureş, Disciplina de Fiziologie ## **University of Medicine and Pharmacy Tîrgu Mureş, 2015** ## **pentru limba română, Universitatea de Medicină și Farmacie Tîrgu Mureş, 2016** ## Coordonator ediția în limba română: Dr. Orbán-Kis Károly ## Colectiv de traducători: - Dr. Albu Sorin - Dr. Lupu Silvia - Dr. Metz Erzsébet-Júlia - Dr. Mureşan Simona - Dr. Orbán-Kis Károly - Dr. Perian Marcel - Dr. Şuş loana ## Imagini şi figuri - Metz Erzsébet-Júlia - Orbán-Kis Károly ## Editura University Press - Director de editură: Conf. univ. dr. Ovidiu S. Cotoi - Corespondenţă/comenzi: UMF Tîrgu Mureş, România - Adresa editurii: Tîrgu Mureş, Str. Gh. Marinescu, Nr. 38, cod 540139 - E-mail: [email protected] - Tel./Fax. 0040265208932 Tel. 0040265215551/int. 126 ## Cuprins - NORME DE PROTECŢIA MUNCII - NORME DE ETICĂ - DIFUZIUNE, OSMOZĂ ŞI MECANISME DE TRANSPORT - Difuziunea în celule de agar - Difuziune printr-o membrană selectiv permeabilă - Determinarea rezistenței osmotice a hematiilor - DETERMINAREA CONCENTRAȚIEI IONILOR DE K⁺ ȘI NA DIN SÂNGE PRIN METODA FLAMFOTOMETRICĂ - ECHILIBRUL ACIDO-BAZIC. HOMEOSTAZIA PH-ULUI. - DOZAREA HEMOGLOBINEI PRIN METODA COLORIMETRICĂ - PRINCIPII DE NUMĂRARE A ELEMENTELOR FIGURATE SANGUINE - NUMĂRAREA HEMATIILOR - NUMĂRAREA LEUCOCITELOR - NUMĂRAREA EOZINOFILELOR - NUMĂRAREA TROMBOCITELOR - FROTIUL PERIFERIC. FORMULA LEUCOCITARĂ. - GRUPE SANGUINE - Sistemul ABO - Sistemul Rh - EXPLORAREA HEMOSTAZEI - Timpul de sângerare (TS) - Timpul global de coagulare (TC) - Timpii partiali de coagulare - FUNCŢIA RESPIRATORIE - Spirometria - Frecvența respiratorie şi reglarea ventilației - sistemul BIOPAC - Determinarea volumelor şi capacităților pulmonare folosind BIOPAC - Determinarea debitelor ventilatorii cu BIOPAC - BIBLIOGRAPHY # Norme de protecţia muncii - Accesul în laborator este rezervat persoanelor care au înţeles şi însuşit normele de protecţia muncii. Studenţii care participă la activităţi practice trebuie să urmeze reguli şi procedee specifice de protecţia muncii, luarea în cunoştinţă a acestora este confirmat prin semnătură. Studenţilor nu este permis efectuarea activităţii practice fără prezenţa unui membru al Disciplinei. Nu atingeţi sau folosiţi aparatură necunoscută, cereţi ajutorul demonstratorului. - Nu este permis introducerea alimentelor şi a băuturilor în laborator. Fumatul este strict interzis. Cărţile care nu sunt folosite, genţile, hainele trebuie depozitate pe cuier. Pentru motive de siguranţă nu blocaţi ieşirea sau căile de acces dintre mesele de laborator, deoarece în cazul unui incendiu s-ar îngreuna evacuarea. În laborator trebuie să aduceţi numai echipamentul necesar. Nu depozitați genţi pe mese pentru că îngreunează munca şi pot fi distruse. - În laborator este obligatoriu purtarea unui halat cu mânecă lungă. Halatul nu trebuie folosit şi în afara laboratoarelor. Ţineţi halatul într-o pungă de plastic dedicat acestui scop. Spălaţi halatul cel puţin săptămânal. - Legaţi părul lung. Pansaţi orice rană deschisă de pe mâini sau alte suprafeţe de piele expuse şi/sau purtaţi mănuşi. Spălaţi mâinile înaintea începerii activităţii practice, cât şi înainte să părăsiţi laboratorul. La părăsirea laboratorului folosiţi şi soluţii dezinfectante pentru mână. - Menţineţi curăţenia şi ordinea la locul de muncă. Suprafeţele de lucru trebuie dezinfectate înainte şi după activitatea practică. Aruncaţi deşeurile în containerele dedicate. - Anunţaţi demonstratorul în cazul oricărui accident. Rănile mici, zgârieturile de animale, intrarea în contact cu substanţe toxice trebuie anunţate la fel ca şi situaţiile de urgenţă majoră. Anunţaţi spargerea oricărui recipient de sticlă, în special a celor care conţin substanţe potenţial periculoase sau infecţioase. Lichidele vărsate pe podea sau pe masa de lucru trebuie şterse imediat cu o cârpă. - Sângele folosit în cadrul lucrărilor a fost testat pentru agenţi infecţioşi, totuşi întotdeauna purtaţi mănuşi şi echipament de protecție când manipulaţi mostre de sânge provenite de la pacienţi sau colegi. Dacă sângele s-a vărsat de suprafaţa de lucru, acesta trebuie curăţat imediat cu soluţie antiseptică şi trebuie spălat (trebuie cerut ajutorul personalului tehnic). - Animalele de laborator care sunt folosite sunt sub supravegherea medicului veterinar şi sunt sănătoase. Cu toate acestea trebuie evitată intrarea în contact cu pielea sau mucoasele a sângelui de animal, secreţiilor sau excrementelor. Nu atingeţi animalele şi nu le hrăniţi. - În timpul lucrărilor practice se folosesc rareori substanţe corozive. În cazul când acestea ajung pe piele sau mucoase trebuiesc imediat şterse cu o cârpă moale şi apoi spălate cu apă abundentă. - De asemenea este mic şi numărul substanţelor foarte toxice care se folosesc. Nu trebuie uitat însă faptul că multe substanţe utilizate chiar foarte diluate figurează pe lista substanţelor toxice. Câteva flacoane cu lichid concentrat pot să provoace intoxicaţii grave. Trebuie evitat ca până şi substanţele foarte diluate să intre în contact cu pielea sau cu mucoasele. - Câteva lichide care se folosesc sunt inflamabile şi în general sunt marcate în acest fel (ex. xilol, eter, metanol, etanol etc.). Din aceste lichide se toarnă deodată doar cantităţi mici şi imediat se închide flaconul. Să nu se pună flaconul în apropierea obiectelor încălzite. Folosirea substanţelor inflamabile în apropierea flăcării este interzisă. - Robinetele de gaz vor fi manipulate strict de către asistentul desemnat. - În laborator sunt foarte multe aparate electrice. Acestea corespund normelor locale şi internaţionale de protecţie la atingere. Legarea aparaturii la reţea şi pornirea este efectuată de personalul tehnic. Nu trebuie atinse instalaţiile electrice cu mâna umedă, să nu se atingă instalaţiile electrice şi împământarea în acelaşi timp. - În cazul unui de incendiu trebuie anunţat imediat asistentul de laborator. - Primul ajutor poate fi acordat de către asistent, respectiv clinicile universităţii. - Alte reguli de protecţia muncii se pot găsi în instrucţiunile privind metodologia specifică a unor lucrări practice. Studenţii sunt obligaţi să respecte instrucţiunile de protecţia muncii date de către asistentul supraveghetor. # Norme de etică - La Catedra de Fiziologie, experimentele de fiziologie cu animale de laborator în cadrul lucrărilor practice şi a cercului ştiinţific trebuie să se desfăşoare în concordanţă cu principiile etice generale precum şi a reglementărilor internaţionale şi locale obligatorii (Directiva Europeană, 2010/63/EU), recomandările ale "Office of Laboratory Animal Welfare", National Institutes of Health, SUA, legile României legate de protecţia animalelor precum şi normele interne stabilite de Universitatea de Medicină şi Farmacie Tîrgu Mureş. - Se foloseşte numai numărul de animale absolut necesar. Aceasta se poate realiza printr-o pregătire teoretică de bază excelentă, lucrând cu atenţie şi realizând importanţa experimentelor. Succesul experimentului poate fi obţinut urmând regulile lucrărilor practice, existând şi posibilitatea ca prin folosirea unui animal să putem realiza mai multe experimente (ex. experimentele efectuate pe broască). - Întotdeauna se urmează principiul de bază la efectuarea experimentelor pe animale: în limita posibilităţilor trebuie evitată provocarea oricărui fel de durere. În interesul respectării acestui principiu, dacă natura experimentului permite, experimentul se efectuează pe animale anesteziate. - Principiile de bază al unei anestezii bune sunt: - la anestezia animalelor (broaşte, şobolani, cobai, etc.) trebuie procedat conform regulilor practice cunoscute (alegerea anestezicului, dozare, mod de administrare, etc.); - profunzimea anesteziei trebuie stabilită înainte de începerea lucrării propriu-zise dar şi pe parcursul întregului experiment până la sfârşit, aceasta fiind verificată permanent şi în funcţie de necesităţi se ajustează doza de anestetic; - profunzimea anesteziei este corespunzătoare dacă reflexele corneene şi răspunsul la stimulul dureros sunt abolite. Reflexul cornean se verifică prin atingerea membranei corneene cu o fâşie de hârtie, iar reflexul de durere prin ciupirea uşoară a piciorului cu o pensă. Dacă la verificările periodice la 5-10 minute aceste reflexe nu sunt abolite, experimentul trebuie întrerupt şi trebuie ajustată anestezia; - miorelaxantul se poate administra numai la animale care anestezia a atins o anumită treaptă. - La unele experimente pe broaşte trebuie să renunţăm la efectuarea anesteziei. În aceste experimente lucrăm pe animale decapitate sau spinalizate. La decapitarea broaştei, urmărind în mod exact cele descrise în îndreptarul de lucrări practice se îndepărtează capul cu o singură tăietură hotărâtă. După îndepărtarea creierului, eventualele mişcări ale membrelor nu sunt semne ale durerii ci sunt reflexe spinale. - La sfârşitul lucrării practice, înainte de înlăturarea cadavrului animalului, ne convingem că animalul a murit într-adevăr (abolirea reflexelor pupilare, abolirea reflexelor respiratorii, bătăile cardiace nu pot fi palpate pe cutia toracică în partea stângă jos/sau sub rebordul costal stâng). Prin administrarea i.v. de soluție de potasiu concentrat în ambele părţi ale cutiei toracice încheiem experimentul în mod asiguratoriu. - Viitorul medic, în timpul efectuării experimentelor pe animale să fie totdeauna conştient de responsabilităţile etice. În acelaşi timp însă să învețe să respecte progresul ştiinţific şi didactic oferite chiar şi astăzi ştiinţei medicale de experimentele pe animale. Aceste experimente permit adâncirea cunoştinţelor teoretice, o pregătire mai temeinică a viitorului medic, slujesc apărarea vieții omului şi cu alte metode (de ex. simularea pe calculator, experimente "in vitro") nu pot fi înlocuite. # Difuziune, osmoză şi mecanisme de transport - Membrana celulară este o membrană biologică care separă interiorul celulelor de mediul lor înconjurător controlând astfel mişcarea substanţelor spre interior, respectiv spre exterior. Este compus dintr-un dublu strat de fosfolipide cu proteine integrate şi are permeabilitate selectivă pentru ioni şi molecule organice. În general substanţele liposolubile pot traversa liber membrana, iar moleculele hidrosolubile pot fi transportate pasiv sau activ de către proteinele integrate. Astfel membrana are rol important în determinarea mediului intern a celulei (homeostazie). - Moleculele de apă pot traversa membrana selectiv permeabilă (membrană prin care este posibilă difuziunea solventului) de la o zonă cu o concentraţie mai mare a apei spre o zonă cu o concentraţie mai mică a apei până la atingerea echilibrului. ## Difuziunea ÎN CELULE DE AGAR - Difuziunea este mişcarea spontană a moleculelor sau altor particule în soluţie, din cauza mişcării termice randomizate, pentru a atinge o concentraţie uniformă în solvent, proces care nu necesită adăugare de energie la sistem. - Mişcarea browniană a moleculelor şi particulelor mari se poate observa la microscop, difuziunea moleculelor mici poate fi demonstrat numai în condiţii experimentale atent controlate. În condiţii normale, difuziunea moleculară este relevantă numai pe distanţe pe o scală de la nanometri la milimetri. În cazul distanţelor mai mari, transportul în gaze şi lichide se datorează unui alt fenomen de transport, convecţia. ## Principiu - Fenolftaleina din cuburile de agar reacţionează cu NaOH, schimbând culoarea cuburilor la roz. După expunerea cuburilor NaOH, schimbarea culorii indică cât de adânc a difuzat NaOH: Astfel se poate determina relaţia dintre rata difuziei şi raportul suprafaţă-volum a cuburilor. ## **Materiale necesare** - cuburi de agar-fenolftaleină 3% (cu latura de 1 cm, 2 cm, respectiv 3 cm) - soluţie de NaOH 4% - liniar - lamă de bisturiu - prosop de hârtie - pahar gradat de sticlă - o bucată de faianță ## Fenolftaleina poate cauza cancer. Nu înghiţiţi cuburile! ## Procedură/Tehnica de lucru - Calculaţi suprafaţa şi volumul fiecărui cub de agar şi introduceţi valorile în Tabelul 1. - Pentru primul experiment folosiţi trei cuburi (câte unul de latura de 1 cm, 2 cm respectiv 3 cm). Turnați soluţie de NaOH 4% într-un pahar de sticlă în aşa fel încât cuburile să poate fi scufundate complet. Puneţi cubul de agar cu latura de 1 cm în pahar. După 2 minute scoateţi cubul şi puneţi-l pe bucata de faianță. Folosind lama de bisturiu tăiați cubul în trei cu două tăieturi paralele. Pe bucata din mijloc măsuraţi lungimea porţiunii necolorate din mijloc (vezi Figura 1). Efectuaţi măsurătorile rapid, deoarece difuziunea nu se opreşte la scoaterea cubului din soluţie. Introduceţi datele obţinute în tabelul de mai jos. Repetaţi procedura şi cu cuburile cu latura de 2 cm şi 3 cm. - În a doua parte a experimentului puneţi 5 cuburi cu latura de 2 cm în soluţia de NaOH. După exact 1 minut, scoateţi un cub şi tăiaţi în trei bucăţi (cu două tăieturi paralele). Pe bucata din mijloc măsuraţi porţiunea externă, colorată a cubului (c pe imaginea de mai sus). Notaţi valoarea în Tabelul 2. Repetaţi procedura cu cuburile rămase exact după 2, 4, 8 şi 16 minute (măsurat de la momentul introducerii cuburilor în soluţie). ## Rezultate - Înregistraţi datele obţinute în prima parte a experimentului în Tabelul 1. - Înregistraţi datele obţinute în a doua parte a experimentului în Tabelul 2. - Rata difuziunii este distanţa penetrării moleculelor de NaOH împărțit la durata experimentului. Calculaţi rata difuziunii pentru fiecare cub. ## Concluzii - Cum depinde raportul suprafaţă-volum de mărimea cubului? - Cum depinde rata difuziunii de suprafaţa cubului? - De ce este limitată mărimea celulelor? - De ce multe organite celulare au membrana pliată? # **Difuziune PRINTR-O MEMBRANĂ SELECTIV PERMEABILĂ** - Scopul lucrării este observarea difuziunii unei substanțe printr-o membrană selectiv permeabilă. Solventul şi moleculele mici pot să difuzeze printr-o membrană semipermeabilă (sau cu permeabilitate selectivă), dar acesta este impermeabil pentru moleculele mai mari. ## Principiu - Tinctura de iod (soluţie alcoolizată de 12 şi KI) îşi schimbă culoarea în albastru în prezenţa amidonului. În lipsa acesteia culoarea rămâne galben-portocalie. ## **Materiale necesare** - pungă de plastic - lingură - amidon - tinctură de iod sau soluție Lugol - pahar gradat de sticlă - apă - pipetă ## lodura este toxică şi pătează ireversibil hainele! ## Procedură/Tehnica de lucru - Într-o pungă de plastic amestecaţi o lingură de amidon cu 100 ml de apă. Legaţi gura pungii. Puneţi apă în paharul de plastic până la jumătate şi adăugaţi 10 picături de iodură. Puneţi punga în pahar în aşa fel încât amestecul de amidon să fie scufundat în apa cu iodură. Aşteptaţi 15 minute şi notaţi observaţiile în Tabelul 3. ## Rezultate - Bazat pe observaţiile făcute, care dintre substanţe s-a mişcat? - Pentru ce substanță este permeabilă punga? - Punga este selectiv permeabilă? - De ce este iodura un indicator? # DETERMINAREA REZISTENŢEI OSMOTICE A HEMATIILOR - Rezistenţa osmotică (sau fragilitatea osmotică) a hematiilor caracterizează sensibilitatea lor la modificarea presiunii osmotice. ## Principiu - Dacă hematiile sunt suspendate într-o soluţie isoosmotică (300 mOsm, de ex. soluţie NaCl 0,9%), nu apar modificări vizibile. Expuse la soluție hipoosmotică, apa intră în hematii, acestea se umflă până când capacitatea membranei este depăşită, se rupe şi hemoglobina este eliberată. Expuse la mediu hiperosmotic, hematiile pierd apă şi se ratatinează. - Testarea rezistenţei osmotice a hematiilor se bazează pe măsurarea lizei hematiilor ca răspuns la stres osmotic (soluţii hipoosmolare). ## **Materiale necesare** - 12 eprubete - soluţie salină 0,5% (0,5 g NaCl în 100 ml apă, adică 5 g într-un litru) - apă distilată - sânge tratat cu anticoagulant sau masă eritrocitară ## Procedură/Tehnica de lucru - Puneţi eprubetele pe un stativ şi marcaţi de la 25 la 14. Puneţi atâtea picături de soluţie salină 0,5% cât este numărul eprubetei, şi adăugaţi apă distilată până la 25 picături. - Amestecaţi conţinutul fiecărei eprubetă. Astfel se obţine o serie de soluţii saline de concentraţii hipoosmolare. Puneţi o picătură de masă eritrocitară în fiecare eprubetă şi amestecaţi. Centrifugaţi eprubetele pentru a accelera procesul de sedimentare. ## Pentru a preveni riscul de infecție, spălaţi-vă mâinile cu apă și săpun înainte să lucraţi cu sânge! Purtaţi mănuşi când manipulați mostre de sânge provenite de la o altă persoană! ## Rezultate - Observaţi semnele hemolizei! Observaţi culoarea supernatantului şi a sedimentului! Hemoglobina eliberată din hematiile descompuse colorează supernatantul în roşu deschis. Observaţi supernatantul roşu deschis în eprubetele cu soluţie mai puţin hipoosmolară. Dacă toate hematiile s-au lizat, sedimentul conţine numai membranele şi stroma hematiilor. Observaţi sedimentul galben, de cantitate mică, în eprubetele cu soluție mai diluată. - Calculaţi concentraţia soluţiilor saline din eprubete! - Determinaţi concentraţia soluţiei saline la care începe hemoliza! Aceasta reprezintă rezistenţa osmotică minimă. - Determinaţi concentraţia soluţiei saline la care hemoliza este completă! Aceasta reprezintă rezistenţa osmotică maximă. ## Interpretarea rezultatelor - rezistenţă osmotică minimă: 0,44% (4,4 g/l), - rezistenţă osmotică maximă: 0,3-0,32% (3-3,2 g/l) ## Valori crescute (rezistenţă osmotică scăzută / fragilitate osmotică crescută): - raportul suprafaţă-volum a hematiilor scăzut (sferocitoză, ovalocitoză), - membrană eritrocitară alterată (hematii îmbătrânite din cauza turn-over-ului scăzut, anemie hemolitică autoimună) ## Valori scăzute (rezistenţă osmotică crescută / fragilitate osmotică scăzută): - raportul suprafaţă-volum a hematiilor crescut (talasemie, anemie feriprivă). # DETERMINAREA CONCENTRAȚIEI IONILOR DE K⁺ ȘI NA DIN SÂNGE PRIN METODA FLAMFOTOMETRICĂ - La nivel plasmatic cei mai importanți cationi sunt Na+, K+, Ca2+, Mg2+. În ţesuturile vii, acești ioni au o dispoziție inegală de o parte și de alta a membranei celulare, asigurând ceea ce se numeşte polarizarea electrică a membranei celulare. Na este dispus predominant extracelular în timp ce Kt este distribuit în principal intracelular. Concentrațiile acestor ioni variază între anumite limite în funcţie de mai mulți factori (aport, excreție, balanță hidrică, etc.). - Pentru determinarea concentrațiilor ionice într-un mediu se pot folosi reacţii de culoare, reacţii care să ducă la variații de masă, etc. Una dintre cele mai simple metode de determinare a concentrației unui ion într-un lichid biologic (sânge, urină, lichid cefalorahidian, lichid articular, etc.) este metoda flamfotometrică. Aceasta se bazează pe faptul că orice element chimic adus la incandescență va emite o radiație luminoasă cu un spectru caracteristic. Spectrul emis de sodiu de exemplu, este o nuanță de portocaliu (589nm). Potasiul adus la incandescenţă emite o lumină roz-violet (766 nm). Cu cât concentrația ionilor aduși la incandescență este mai mare, cu atât intensitatea luminii cu spectru corespunzător va fi mai mare. Desigur că în lichide biologice se găsesc multiple elemente chimice, fiecare emițând lumină cu lungime de undă caracteristică. Pentru a elimina radiația luminoasă provenită de la alte elemente chimice se folosesc filtre de culoare cu lungimi de undă corespunzătoare elementelor chimice studiate. Pentru a putea aduce la incandescență lichide biologice, ele trebuiesc evident pulverizate foarte fin şi amestecate cu un gaz inflamabil, cel mai frecvent utilizat fiind metanul. Pentru măsurarea intensității luminoase, aceasta trebuie transformată în semnal electric, lucru realizat cu ajutorul unei celule fotovoltaice. Cu cât intensitatea luminoasă este mai mare, cu atât tensiunea electromotoare dezvoltată la bornele celulei fotovoltaice va fi mai mare. ## **Flamfotometrul Carl-Zeiss-Jena** - în lucrările noastre practice vom folosi un flamfotometru Carl-Zeiss-Jena, ale cărui părți componente sunt reprezentate în Figura 2. - Flamfotometrul este compus dintr-un compresor de aer, un pulverizator care prin efect Venturi aspiră și pulverizează proba biologică, amestecând metanul cu aer și particule foarte fine de lichid de analizat. Amestecul este aprins la capătul unui arzător. Flacăra se găsește în focarul unei oglinzi concave, astfel încât razele luminoase vor fi proiectate paralele către o lentilă convergentă care le va focaliza pe celula fotovoltaică. Înainte de a ajunge la celula fotovoltaică, razele luminoase trec printr-un diafragm si evident prin filtrul de culoare care lasă să treacă spre celula fotovoltaică doar radiația specifică elementului chimic studiat. Tensiunea electromotoare generată de celula fotovoltaică va fi măsurată cu ajutorul unui voltmetru digital setat pe scala de 50 mV. ## **Mod de lucru** - Înainte de utilizare, probele biologice vor fi diluate de 100X pentru determinarea Na⁺ şi de 10X pentru determinarea K⁺. Având în vedere acest lucru, rezultatele finale vor trebui înmulţite cu 100, respectiv cu 10 pentru a obține valorile corecte! - Din motive tehnice, tensiunile generate de celula fotovoltaică nu sunt perfect liniar dependente de fluxul luminos, de aceea sunt necesare multiple soluții de concentrație cunoscută pentru trasarea unui grafic de etalonare a aparatului. Concentrațiile acestor soluţii sunt: | Na* (mmol/l) | K+ (mmol/l) | |---|---| | 0,25 | 0,156 | | 0,50 | 0,313 | | 0,75 | 0,625 | | 1,00 | 0,938 | | 2,0 | 1,25 | | -- | 2,5 | ## **Operearea flamfotometrului se va face numai în prezenţa cadrului didactic!** - se reglează presiunea aerului comprimat în sistem la un nivel constant de 0,2 – 0.25 atm; - se pornește LENT gazul metan și se aprinde flacăra; se reglează presiunea gazului metan la 2 cm H₂O sau până flacăra are 2-3 cm și este stabilă; - se verifică funcţionarea multimetrului prin pulverizare de apă distilată; - se introduce filtrul optic corespunzător (pentru Na⁺ sau K⁺); - se spală pulverizatorul de 2 ori cu apă distilată; - se pulverizează pe rând soluțiile etalon și se citește tensiunea generată la fiecare concentrație, se notează valorile într-un tabel; pulverizatorul se spală întotdeauna cu apă distilată între soluțiile utilizate; - se pulverizează soluţia necunoscută și se citește tensiunea generată; se notează valoarea pentru concentrația necunoscută (X); - se spală pulverizatorul de 2 ori cu apă distilată; - se oprește gazul metan, apoi aerul comprimat și voltmetrul. ## **Interpretarea rezultatelor** ## **Valori normale:** - **sodiu:** 135-145 mmol/l - **potasiu:** 3,5-5,0 mmol/l ## Hiperkaliemia (hiperpotasemia): - apare cel mai frecvent în cazul insuficienţei renale, este definită ca și creştere a valorilor K seric peste 5,0-5,5 mmol/l. Poate fi indusă de anumite medicamente, distrugere tisulară marcată, transfuzie de volum mare de sânge. ## **Hipokaliemia (hipopotasemia):** - reprezintă o tulburare gravă a echilibrului electrolitic, poate să apară în boli renale, pierderi marcate (transpirații profuze, vărsături repetate, diaree) sau poate fi cauzată de anumite medicamente. ## Hipernatremia: - reprezintă creșterea valorilor Na* peste 145 mmol/l, apare lent, de obicei prin deshidratare și mai rar prin ingestia de alimente foarte bogate în sare. ## Hiponatremia: - reprezintă scăderea valorilor sodiului seric sub 135 mmol/l. De obicei se instalează lent, insidios, pe parcursul mai multor săptămâni și inițial este asimptomatică. Este întâlnită mai des la persoane cu insuficienţă cardiacă tratate cu cantități mari de diuretice de ansă sau la copii, datorită excesului de aport de apă (intoxicația cu apă). # ECHILIBRUL ACIDO-BAZIC. HOMEOSTAZIA PH-ULUI. ## Introducere - Gradul de aciditate sau alcalinitate reprezintă o proprietate importantă a mediului intern (respectiv a sângelui). Aciditatea creşte dacă creşte nivelul compuşilor acizi din organism (prin aport sau producţie crescută, sau prin eliminare scăzută), sau dacă nivelul compuşilor bazice (alcaline) din organism scade (prin aport sau producție crescută, sau prin eliminare crescută). Alcalinitatea creşte prin procese inverse. Echilibrul organismului dintre aciditate şi alcalinitate se numeşte echilibrul acido-bazic sau homeostazia pH-ului. Aciditatea sau alcalinitatea oricărei soluţii, inclusiv a sângelui, este exprimată prin pH. - Homeostazia umană reprezintă capacitatea organismului de a regla în mod fiziologic mediul său intern pentru a asigura stabilitatea acesteia ca răspuns la fluctuaţiile mediului extern. Mai multe organe şi sisteme participă la menţinerea homeostaziei, ca ficatul, plămânii, rinichii, sistemul nervos vegetativ şi sistemul endocrin. Incapacitatea menţinerii homeostaziei duce la deces sau boală, printr-o afecţiune numită dezechilibru homeostatic. - Echilibrul acido-bazic este reglat strict (în limite restrânse), deoarece chiar și o deviere minoră poate afecta sever mai multe organe. Organismul controlează echilibrul acid-bazic prin mai multe mecanisme. ## **Bazele chimice** - Atomul de hidrogen este format dintr-un proton şi un electron. Dacă disociază (adică hidrogenul se oxidează), în sensul că electronul este îndepărtat, va lua naştere ionul de hidrogen (H+), care nu conţine electroni şi nucleul este compus dintr-un singur proton. Din această cauză H⁺ este deseori denumit proton. - Apa distilată este apă din care orice impuritate este îndepărtată prin distilare. Apa însă, oricât de pură, nu conţine numai molecule de H2O. Chiar şi în cazul apei „pure", cu aparatură sofisticată se poate detecta o conductibilitate electrică slabă. Acesta se datorează prezenţei ionilor de H⁺ şi HO (sau H3O+ şi HO). - Un proton simplu, H⁺, nu poate exista în soluţii sau în cristale, deoarece este atras de alţi atomi sau molecule cu electroni. Exceptând temperaturile înalte asociate cu starea de plasmă, protonii nu pot fi înlăturaţi din norul de electroni ai atomilor, rămânând legate de acestea. Cu toate acestea, termenul de proton se foloseşte pentru a descrie ionul de hidrogen cu sarcină pozitivă ataşat la alţi atomi sau molecule, fără ca denumirea să sugereze că protonul poate să existe liber. - Constanta de disociere (raportul dintre moleculele disociate / nedisociate) a apei este descris de ecuaţia (1) şi poate fi determinat prin mai multe metode experimentale. Constanta de ionizare a apei (adică produsul ionic al apei) este descris de ecuația (2) şi poate fi calculat exact. Raportul dintre concentraţiile celor doi ioni este reprezentat de ecuația (3). Deoarece apa distilată conţine numai molecule de apă care disociază în ioni de H⁺ şi HO, concentraţiile lor trebuie să fie egale (3). $k_a = \frac{[H^+][OH^-]}{[H_2O]}$ (1) $k_w = [H^+][OH^-]=10^{-14} mol/l$ (2) $\frac{[H^+]}{[OH^-]}=1 \Rightarrow [H^+]=[OH^-]$ (3) - Astfel concentraţia H¹ în apa distilată este 107 mol/l. - pH-ul este definit ca logaritmul (cu bază de 10) negativ al concentraţiei molare ai ionilor de hidrogen (4). Astfel valoarea pH-ului variază între 0-14, pH-ul neutru fiind considerat 7 (concentraţia H⁺ la 25°C este de aproximativ 1,0×107 mol/l). $pH = -log[H^+]$ (4) - Conceptul de pH a fost introdus de chimistul danez Søren P