Влияние структуры крови и ткани на растворимость
Растворимость ингаляционного средства для наркоза в крови, в основном следствие его более высокой растворимости в жирах и белках, чем в водных растворах. Значит, изменение количества данных компонентов в крови может привести к изменению растворимости анестетика в этом растворителе. В многих случаях анемия ведет к уменьшению растворимости в крови из-за снижения гемоглобина, жиров и белков. Было отмечено, что изменение вида и концентрации белков плазмы влияют на растворимость галотана. Некоторые эксперты установили связь между растворимостью галотана и концентрацией триглицеридов плазмы крови собак, людей и лошадей. Изменение с возрастом состава сыворотки крови ведет к сопутствующим изменениям в коэффициенте распределения кровь/газ, кровь/газ. Пациент, который недавно покушал, будет иметь более высокое содержание липидов крови чем не принявший пищу человек, и в результате иметь более высокую концентрацию анестетика в крови (рисунок 2.13).
Высокая растворимость анестетиков в липидах является важным фактором в определении их растворимости в тканевой жидкости. Было найдено, что растворимость ксенона и криптона в ткани печени человека пропорциональна количеству триглицеридов. Растворимость галотана связана с содержанием жировых компонентов в мышцах лошадей. Это отношение между растворимостью и удельной долей жира указывает на более высокую растворимость в мышцах у взрослых, чем у детей. Влияние повышенной растворимости в ткани на глубину и скорость начала действия наркоза отличается от результатов повышенной растворимости в крови. Не смотря на то, что наблюдается схожее замедление скорости повышения концентрации анестетика в альвеолах, увеличенная растворимость анестетика в тканях ведет к увеличению времени, необходимого для достижения такого же парциального давления в альвеолах как в тканях. Конечный результат повышенной растворимости в тканях заключается в замедленном начале и сниженной силе анестезии.
Влияние давления
Учитывая сложность кровяной и тканевой жидкостей, не удивительно, что зачастую наблюдаются отклонения от закона Генри. К примеру, было замечено отклонение взаимосвязи между растворимостью и давлением циклопропана в крови по закону Генри, что связано с соединением циклопропана с молекулой гемоглобина. Увеличение давления при низком парциальном давлении циклопропана ведет к увеличению пропорции циклопропан – сайты связывания гемоглобина, которые заняты. При этом, при более высоких давлениях почти все сайты заняты и дальнейшее повышение давления не может привести к увеличению связывания циклопропана, и отклонение от закона Генри становится явным. То же самое было замечено у ксенона и миоглобина. В отличие от данных случаев, исследование растворимости изофлурана и галотана в крови кроликов и мозге человека или кролика показало, что закон Генри соблюдается при широком диапазоне значении парциальных давлении. Авторы пришли к выводу, что нет свидетельств насыщения центров связывания для данных анестетиков.
Влияние температуры тела
Температура также влияет на растворимость анестетиков; увеличение температуры ведет к уменьшению растворимости.
Так как у пациентов, нуждающихся в хирургической помощи, может быть различная температура тела, эта информация важна в клинических целях. Температура тела может снизиться в результате предоперативного воздействия седативным средством,
расширения подкожных сосудов, инфузии холодных жидкостей и сниженного метаболизма во время операции. Увеличение коэффициента распределения масло/газ при уменьшении температуры значит, что эффективная концентрация в гидрофобном сайте действия увеличивается и, следовательно, сила анестетика тоже.
4. Физико-химические свойства лекарственных веществ в растворе. Единицы концентрации: концентрация веса, молярность и моляльность, милиэквиваленты, молярная фракция. Термодинамика: энергия, энтальпия, энтропия, свободная энергия.
Единицы концентрации
Весовая концентрация
Под концентрацией часто понимают массу растворенного вещества в единице объема;например , г/дм3 или %/объем,которая показывает количество грамм растворенного вещества в 100 см3 раствора. Это не точный метод обозначения концентрации, если происходит изменение температуры т.к. объем раствора зависит от температуры и следовательно изменяется при изменении температуры.
Когда используются вещества в гидратированном состоянии, важно знать точное количество молекул воды в пересчете на весовую концентрацию. Таким образом 10% раствор безводного кальция хлорида эквивалентен 20% раствору кристаллогидрата CaCl2*6H2O и следовательно использование неопределенного обозначения 10% «кальция хлорид» может привести к грубым ошибкам. В системе си концентрация обоначается в кг /м3 что численно равно г/дм3 .
Молярность и моляльность
Молярность раствора- это число молей растворенного вещества в 1л(1дм3) раствора, может быть переведена в систему си используя соотношение 1 моль л-1= 1моль дм-3= 10-3 моль м-3 .Моляльность- это число моль растворенного вещества в 1кг растворителя, обозначаетсямоль/кг-1тут мииинус есть,так принято в системе си.
Чтобы перевести молярность в моляльность необходимо знать плотность раствора .
Более предпочтительно обозначать концентрацию через моляльность ,т.к. она не зависит от температуры в отличии от молярности .Но моляльность раствора не остается неизменной при добавлении второго раствора, что приводит к уменьшению моляльности из-за увеличения общего объема раствора при добавлении второго раствора.
Миллиэквивалентвость
Миллиэквивалет применяется для обозначения количества ионов в растворе. Термин эквивалентность или грамм эквивалент аналогичен моль и грамму молекулярной массы. Для одновалентного иона два данных значения равны. 1М раствор натрия гидрокарбоната содержит 1 моль или 1 моль экв. HCO3- в 1л раствора. Но если ионы многовалентны необходимо учитывать валентность каждого иона; например 10% раствор CaCl2*6H2O содержит 6,8 ммольCa или ммоль экв.Caв 1 см3 .
В фармакопее есть таблица миллиэквивалентов для разных ионов,а также легкие формулы для расчета миллиэквивалента на литр.
В аналитической химии раствор, который содержит 1моль экв/дм -3 обозначается как однонормальный раствор.
К сожалению, термин нормальный используется для обозначения физиологической нормальности солевого раствора, при этом раствор содержит 0,9г NaCl в 100см3 водного раствора, что не соответствует 1 экв (58.44г) на литр .
Число миллиэквивалентов в 1 г вещества рассчитывается:
mEq=(валентность*1000* индекс в атоме, молекуле или ионе)/(атомная, молекулярная или ионная масса)
Например, CaCl2*H2O (M=147,0)
mEqCa2+ в 1 г: CaCl2*H2O=(2*1000*1)/(147)=13,6 mEq
mEqCl- в 1 г ; CaCl2*H2O=(1*1000*2)/(147)=13,6 mEq
так, каждый грамм CaCl2*H2O представляет 13,6 mEq иона кальция и 13,6 mEq хлорид-иона.