Буферные системы крови. Кислотно-основное состояние организма.
А) Буферная система – протолитическая равновесная система, способная поддерживать постоянное значение рН при разбавлении или добавлении небольшого количества кислоты или щелочи.
Буферный раствор – раствор, содержащий буферную систему.
Буферное действие - это способность поддерживать концентрацию ионов в растворе в определённых границах.
Б) Буферные системы делятся на кислотные и основные.
Кислотные буферные системы содержать слабую кислоту и соль это кислоты (напр. Ацетатная – CH3COO-/CH3COOH, гидрокарбонатная HCO3-/H2CO3, гидрофосфатная – HPO4/H2PO4)
Основные БС содержат слабое основание и соль этого основания (н-р: аммиачная – NH3*H2O/NH4+)
В) БС организма:
Гидрокарбонатная: HCO3-/H2CO3
Главное значение гидрокарбонатного буфера заключается в нейтрализации кислот
Гидрофосфатная: – HPO4/H2PO4
Нейтрализует кислоты и основания, продукты обмена выводятся через почки
Белковые БС.
Катионная : +H3N-Prot-COOH/+H3N-Prot-COO-
Поддерживает величину pH в физиологических средах с pH<6
Анионная: H2N-Prot-COO-/+H3N-Prot-COO-
Поддерживает величину pH в средах c pH>6
Гемоглобиновая БС: Hb-/HHb
Оксигемоглобиновая БС: HbO2-/HHbO2
Имеют большое значение в процессах дыхания, транспорта кислорода в ткани и поддержании постоянства pH в эритроцитах
Анионная БС:
H2N-CH2-COO-/ +H3N-CH2-COO-
Действует при pH<6
При добавлении кислоты:
H2N-CH2-COO- + H+ = +H3N-CH2-COO-
При добавлении щелочи:
+H3N-CH2-COO- + OH- = H2N-CH2-COO- + H2O
Катионная БС:
+H3N-CH2-COOH/ +H3N-CH2-COO-
Действует при pH>6
При добавлении кислоты:
+H3N-CH2-COO- + H+ = +H3N-CH2-COOH
При добавлении щелочи:
+H3N-CH2-COOH + OH- = +H3N-CH2-COO- + H2O
А) Гидрокарбонатная БС: HCO3-/H2CO3
Н2СO3 ↔HCO3 + H+
KHCO3→HCO3 + K+
Ka – константа диссоциации
Ka = [HCO3-]*[H+] / [H2CO3]
[H+] = Ka * [H2CO3] /[ HCO3-]
-lg [H+] = -lgKa - lg [H2CO3] /[ HCO3-]
pH = pKa + lg [HCO3-]/ [H2CO3]
pH = pKa + lg [акцептор протона]/ [донор протона] – уравнение Гендерсона-Гассельбаха
Б) pH буферного раствора зависит от:
Природы компонентов
Соотношения концентраций компонентов
От температуры
А) Буферной емкостью (В) – называют число моль-эквивалнетов сильной кислоты или щелочи, которые нужно добавить к 1л буферного раствора, чтобы изменить значение pH на единицу:
Буферная емкость зависит от:
Абсолютной концентрации компонентов, а следовательно от разбавления
Соотношения компонентов
От pH буферного раствора
Б) Способность буферного раствора сохранять значение рН по мере прибавления сильной кислоты или щелочи приблизительно на постоянном уровне далеко не беспредельна и ограничена величиной буферной емкости.
Плазма крови (рН =7,4), буферная емкость (в %)
Буферная емкость гидрокарбонатной системы - 35%
Буферная емкость белковой системы - 7%
Буферная емкость фосфатной системы - 2%
Таким образом, 44%) общей буферной емкости приходится на плазму крови.
Эритроцит (рН =7,25), буферная емкость в %
Буферная емкость гемоглобиновой системы 35%
Буферная емкость гидрокарбонатной системы 18%)
Буферная емкость фосфатной системы 3%
Таким образом, 56% общей буферной ёмкости.
В) Зона буферного действия – это отрезок на шкале pH, в пределах которого функционирует данная БС.
Любая БС эффективно функционирует если соблюдается следующее соотношение:
0,1 < C(акцептор протона) / С(донор протона) < 10
)БС организма:
• Гидрокарбонатная: HCO3-/H2CO3
Главное значение гидрокарбонатного буфера заключается в нейтрализации кислот
• Гидрофосфатная: – HPO4/H2PO4
Нейтрализует кислоты и основания, продукты обмена выводятся через почки
• Белковые БС.
Катионная : +H3N-Prot-COOH/+H3N-Prot-COO-
Поддерживает величину pH в физиологических средах с pH<6
Анионная: H2N-Prot-COO-/+H3N-Prot-COO-
Поддерживает величину pH в средах c pH>6
• Гемоглобиновая БС: Hb-/HHb
Оксигемоглобиновая БС: HbO2-/HHbO2
Имеют большое значение в процессах дыхания, транспорта кислорода в ткани и поддержании постоянства pH в эритроцитах
Гидрокарбонатная БС: HCO3-/H2CO3
В клетке: KHCO3/ H2CO3
В плазме крови и межклеточной жидкости: NaHCO3/H2CO3
Механизм действия.
При увеличении концентрации ионов Н:
H+ + HCO3- ↔ H2CO3 ↔ CO2↑ + H2O
CO2↑ выводится через легкие
При поступлении в кровь оснований:
OH- + H2CO3 ↔ HCO3- + H2O
Уравнение расчета pH:
pKa (H2CO3)= 6,11
pH = 6,11 + lg [HCO3-]/ spCO2
где
pCO2 – парциальное давление
s – коэффициент Генри, учитывает растворимость газов в жидкости