§ 9. Физиологическое действие ионов водорода и гидроксид-ионов

Внутренние среды организма — кровь, лимфа, желудоч­ный сок, моча —являются водными растворами. Ясно, что рН этих растворов оказывает воздействие на жизнедеятельность клеток, тканей, органов и организма в целом.

Значения рН внутренних сред характеризуются значительным постоянством и устойчивостью (табл. 10). Например, рН крови человека сохраняет постоянство в интервале 7,35—■ 7,45. Уже небольшие сдвиги величины рН в ту или иную сторону вызывают значительные изменения в жизнедеятельности организма.

Таблица 10. Значения рН различных систем организма

Система	PH
Сыворотка крови	7,35—7,45
Спинно-мозговая жидкость	7,35—7,45
Слюна	6,35—6,85
Чистый желудочный сок	Около 0,9
Секрет поджелудочной железы	7,5—8,0
Моча	4,8—7,5
Слезная жидкость	7,4
Молоко	6,6—6,9
Желчь в пузыре	5,4—6,9

Значение рН крови животных, находящихся на различных ступенях филогенетического развития, также сохраняет свое постоянство в узком интервале (табл. 11).

В процессе обмена веществ в клетках, органах и тканях организма непрерывно образуются продукты кислотного ха­рактера. Конечный продукт окисления питательных веществ — CO₂ — накапливается в крови, в результате чего создается непрерывная угроза накопления и повышения концентрации ионов H⁺. Однако избыток углекислого газа в крови воз­буждает дыхательный центр, находящийся в продолговатом мозгу, который посылает импульсы к дыхательной мускула­туро и обусловливает акты вдоха и выдоха, в результате чего избыточный CO₂ удаляется из организма. Следовательно, дыхательные движения регулируются химическим составом крови, причем углекислый газ является в норме возбуди­телем дыхательного центра. По мнению некоторых ученых, возбуждение дыхательного центра обязано не самому оксиду углерода (IV), а тому, что его пополнение влечет за собой уве­личение концентрации ионов водорода и что именно ионы водорода в определенной концентрации служат возбудителями дыхательного центра.

При нормальном функционировании организм успешно справляется с кислотно-щелочными колебаниями и поддержи­вает постоянное значение рН внутренних сред с помощью физиологических (почки, печень, легкие, кишки) и физико-химических (буферные системы организма) механизмов ком­пенсации.

При различных заболеваниях наблюдается сдвиг рН крови либо в кислую область —ацидоз, либо и щелочную —алкалоз. Длительное смещение рН крови на 0,2—0,3 единицы приводит к смерти больного.

Известно, что белковые вещества являются устойчивыми только в определенных пределах рН. Для каждого вида белка существует значение рН, при котором он денатурирует. Следовательно, изменение рН может вызвать необратимые изменения в структуре протоплазмы и тем самым нарушать процессы жизнедеятельности.

Величина рН существенно влияет на обмен веществ в организме, в основе которого лежат различные ферментативные реакции. Для каждого фермента существует определенная область рН, в которой действие фермента оптимально. Например, пепсин желудочного сока активен при рН =; 1,5—2,0, ката-лаза крови— при рН 7; тканевые катепсины катализируют синтез белка при рН=7, а в кислой среде расщепляют его.

Таким образом, постоянство рН систем организма является залогом его нормальной жизнедеятельности. Во многих случаях контроль этой величины дает возможность обнаружить различные виды патологии и правильно поставить диагноз.

В по:леднее время выявлены нарушения кислотно-щелочного равновесия при различных сердечно-сосудистых заболеваниях: при ишемической болезни сердца закономерно воз­никновение ацидоза, при инфаркте миокарда наблюдается сдвиг рН в кислую область. Одновременно наблюдается и сни­жение концентрации ионов калия в плазме крови и эритроцитах. Тяжелые формы сахарного диабета сопровождаются уменьшением рН крови.

Кислотно-щелочное состояние внутренних сред организма определяет в ряде случаев его восприимчивость к инфекционным заболеваниям. Особенно показателен в этом отношении пример с холерой. Холерные вибрионы—возбудители холеры — относятся к группе «щелочелюбивых» микробов. Оптимум рН для их размножения —7,6—9,2. Люди с повышенной кислотностью желудочного сока не заражаются холерой, даже находясь в очаге инфекции.