Физико-химические буферные системы организма

Вода, ее буферные свойства:

1. образование иона гидроксония;

2. образование иона аммония;

3. разведение.

Гидрокарбонатный буфер крови и межклеточной жидкости: Н₂СОз\NaНСОз, соотношение 1/20. Состав: угольная кислота и гидрокарбонат натрия. В клетках вместо натрия - калий или магний. Удельный вес - 7-9 % общей буферной емкости крови. Этот буфер ассоциирован с внешним дыханием, почками, костной тканью.

Система дыхания определяет оптимальный уровень С0₂, а через него естественно и содержание Н₂С0₃ в крови.

Почки поддерживают концентрацию аниона НС0₃" за счет реабсорбции гидрокарбоната натрия.

Костная ткань также принимает участие как депо (склад) карбонатов - оттуда они вымываются в кровь.

Емкость бикарбонатного буфера 25%. Его компоненты и определяются в качестве индикаторов КОС, что имеет большое диагностическое значение.

Гемоглобин, его емкость составляет до 75 % всей буферной емкости крови. Его компоненты: восстановленный и оксигенированный гемоглобин.

Восстановленный гемоглобин ведет себя как кислота, а оксигенированный - как основание.

Белки - главный внутриклеточный буфер. Составляют 3/4 буферной емкости внутриклеточной жидкости.

• карбоксильная группа (R-COOH) в зависимости от условий обеспе­чивает нейтрализацию как избытка кислот, так и избытка щелочей;

• аминогруппа (R-NH₂) обеспечивает основные свойства.

выступают в роли сильного основания и по другому механизму - в виде натриевой или калиевой соли.

Фосфатный внутриклеточный буфер:NaH₂P04/Na₂HP0₄, соотношение 1/4:

- NaH₂P0₄ - кислый компонент (натрий дигидрофосфат, однозамещенный фосфат);

- Na₂HP0₄ - основной компонент (натрий гидрофосфат, двузамещенный фосфат).

Он есть и в крови, но там он поддерживает, прежде всего «регенерацию» гидрокарбонатного буфера. Кроме этих систем важное значение в поддержании КЩС имеет обмен Cl" и НС0₃" между эритроцитами и плазмой.

Определенную буферную роль играют и метаболические процессы:

• молочная кислота в избытке образующаяся при физической нагрузке - ресинтезируется в глюкозу, а затем в гликоген;

• кетоновые тела - в высшие жирные кислоты, а затем в жиры;

• неорганические кислоты нейтрализуются солями натрия, калия, которые освобождаются при дезаминировании аминокислот с образованием аммоний­ных солей;

• щелочи нейтрализуются лактатом, образующимся при гликолизе;

• сильные кислоты и щелочи нейтрализуются благодаря:

• растворению в липидах,

• связыванию с различными органическими веществами в недиссоциируемые и нерастворимые соли,

• обмену ионов между различными клетками тканей и кровью.

Костная ткань депо буферных систем, источник карбоната кальция, натрия, калия.

Физиологические механизмы регуляции кщс

Физиологических механизмы регуляции КЩС обеспечивают выведение кислот и оснований из организма и восстановление нормального соотношения компонентов буферных систем. Это обеспечивают: аппарат внешнего дыха­ния, почки, желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), кожа.

Участие легких в поддержании рН выражается в изменении их вентиляции, интенсивность которой регулируется рС0₂ и рН крови через центр дыхания. Изменения вентиляции отражаются в частоте, глубине и ритме дыхания. Механизм этот мобильный. После его включения сдвиг в КЩС выравнивается уже через 1 -2 минуты. Увеличение вентиляции легких в 2 раза может повысить рН крови при­мерно на две десятых - 0,2 (т.е. до потери сознания и нарушения гемодинами­ки с развитием комы). Снижение вентиляции на 25% может уменьшить рН на три-четыре десятых - 0,3-0,4, а это уже смерть.

Почки имеют три механизма устранения сдвига КЩС:

1. ацидогенез;

2. аммониогенез;

3. сопряженный процесс: одновременная секреция кислых фосфатов с реабсорбцией гидрокарбонатов.

Участие печени в поддержании КЩС:

1. действуют внутри и внеклеточные буферные системы;

2. метаболизм гепатоцитов напрямую определяет возможность смещения или наоборот поддержания рН.

Это определено следующим:

• составляющие белкового буфера - синтезируются в печени;

• образуется аммиак, нейтрализующий кислоты;

• гликонеогенез;

• выведение нелетучих кислот и оснований.

Участие ЖКТ в поддержании КЩС:

• за счет секреции соляной кислоты;

• за счет секреции кишечником сока с большим содержанием гидрокарбонатов;

• за счет всасываемой жидкости;

• за счет реабсорбции компонентов буферных систем;

• за счет секреции поджелудочной железы.