Спр. материал / КРОВЬ / ФИЗ-ХИМ свойства крови / 03.Буферные системы крови

Буферные системы крови следующие.

1. Буферная система гемоглобина - самая мощная, на ее долю прихо­дится 75% всей буферной емкости крови. Эта система включает восстанов­ленный гемоглобин (ННЬ) и его калиевую соль (КНЬ). Буферные свойства этой системы обусловлены тем, что ННЬ, будучи более слабой кислотой, чем HjCO з, отдает ей ион К*, а сам, присоединив ионы Н4, становится очень сла-Ъо диссоциирующей кислотой. В тканях система гемоглобина выполняет роль щелочи, предотвращая закисление крови вследствие поступления в нее СОг и Н+, а в легких - кислоты, препятствуя защелачиванию крови после вы­деления из нее углекислоты

2. Карбонатная буферная система образована бикарбонатом натрия и угольной кислотой. По своей значимости занимает второе место после сис­темы гемоглобина. Она функционирует следующим образом. Если в кровь поступает кислота более сильная, чем угольная, то вступает в реакцию Na-НСОЭ и происходит обмен ионов Na* на Н4 с образованием слабодиссоции­рующей и легко растворимой угольной кислоты, что предотвращает повы­шение концентрации ионов водорода. Увеличение же содержания угольной кислоты приводит к ее распаду под влиянием фермента эритроцитов - карбо-ангидразы на воду и углекислый газ. Последний удаляется через легкие, а во­да - через легкие и почки.

Если в кровь поступает основание, то в реакцию вступает угольная ки­слота, в результате чего образуется NaHCQs и вода, а их избыток выводится почками. В клинической практике карбонатный буфер используются для коррекции кислотно-щелочного резерва. ,

3. Фосфатная буферная система представлена дигидрофосфатом на­трия, который обладает кислотными свойствами, и гидрофосфатом натрия, который ведет себя, как слабое основание. Если в кровь поступает кислота, то она реагирует с гидрофосфатом натрия , образуя нейтральную соль и ди-гидрофосфат натрия, избыток которых удаляется с мочой. В результате реак­ции рН не меняется.

Схема реакции при поступлении щелочи выглядит следующим обра-

зом:

И вновь содержание Н*-ионов почтя не изменяется.

4. Буферная система белков плазмы поддерживает рН крови за счет их амфотерных свойств: в кислой среде они ведут себя как основания, а в ще­лочной - как кислоты.

В эритроцитах функционируют все 4 буферные системы, в плазме 3 (отсутствует гемоглобиновый буфер), а в клетках различных тканей основ­ную роль в поддержании рН играют белковая и фосфатная системы.

Важная роль в поддержании постоянства рН крови отводится нервной регуляции. При поступлении кислых и щелочных агентов раздражаются хе-морецепторы сосудистых рефлекторных зон, импульсы от которых идут в ЦНС (в частности, в продолговатый мозг) и рефлекторно включаются в реак­цию периферические органы (почки, легкие, потовые железы и т.д.), деятель­ность которых направлена на восстановление исходной величины рН.

Буферные системы крови более устойчивы к действию кислот, чем ос­нований. Это обусловлено тем, что в процессе метаболизма образуется больше «кислых» продуктов и опасность закисления более велика.

Щелочные соли слабых кислот, содержащихся в крови, образуют так ' называемый щелочной резерв крови. Его величина определяется тем количе­ством углекислого газа, которое может быть связано 100 мл крови при на­пряжении СОь равном 40 мм рт.ст.

Несмотря на наличие буферных систем и хорошую защищенность ор­ганизма от возможных изменений рН, все же иногда при некоторых условиях наблюдаются небольшие сдвиги активной реакции крови. Сдвиг рН в кислую сторону называется ацидозом, в щелочную - алкалозом. Как ацидозы, так и алкалозы бывают дыхательные (респираторные) и недыхательные (нереспи­раторные или метаболические). При дыхательных сдвигах меняется концен­трация углекислоты (понижается при алкалозе и повышается при ацидозе), а при недыхательных - бикарбоната, т.е. основания (снижается при ацидозе и повышается при алкалозе). Однако, нарушение баланса водородных ионов не обязательно приводит к сдвигу уровня свободных ЙГ-ионов, т.е. рН, посколь­ку буферные системы и физиологические гомеостатические системы компен­сируют изменения баланса водородных ионов. Компенсацией называют про­цесс выравнивания нарушения путем изменения в той системе, которая не была нарушена. Например, сдвиги уровня бикарбонатов компенсируются из­менениями выведения углекислоты.

У здоровых людей дыхательный ацидоз может возникнуть при дли­тельном пребывании в среде с повышенным содержанием углекислого газа, например, в замкнутых помещениях малого объема, шахтах, подводных лод­ках. Недыхательный ацидоз бывает при длительном употреблении кислой пищи, углеводном голодании, усиленной мышечной работе.

Дыхательный алкалоз формируется у здоровых людей при нахождении в условиях сниженного атмосферного давления, соответственно, парциально­го давления COi, например, высоко в горах, полетах в негерметичных лета­тельных аппаратах. Гипервентиляция легких также способствует потери дву­окиси углерода и дыхательному алкалозу. Недыхательный алкалоз развива­ется при длительном приеме щелочной пищи или минеральной воды типа «Боржоми».

Следует подчеркнуть, что все случаи возникновения сдвигов кислотно-щелочного состояния у здоровых людей обычно являются полностью ком­пенсированными. В условиях патологии ацидозы и алкалозы встречаются значительно чаще, и, соответственно, чаще бывают частично компенсиро-

ванными или даже некомпенсированными, требующими искусственной кор­рекции. Значительные отклонения рН сопровождаются тягчайшими послед­ствиями для организма. Так, при рН=7,7 возникают тяжелейшие судороги (тетания), что может привести к смерти.

Из всех нарушений кислотно-щелочного состояния наиболее частым и грозным в клинике является метаболический ацидоз. Он возникает как след­ствие нарушений кровообращения и кислородного голодания тканей, избы­точного анаэробного гликолиза и катаболизма жиров и белков, нарушения выделительной функции почек, избыточной потери бикарбоната при заболе­ваниях желудочно-кишечного тракта и др.

Снижение рН до 7,0 и меньше приводит к резким нарушениям деятель­ности нервной системы (потере сознания, коме), кровообращения (расстрой­ствам возбудимости, проводимости и сократимости миокарда, фибрилляции желудочков, снижению тонуса сосудов и артериального давления) и угнете­нию дыхания, что может привести к смерти. В связи с этим, накопление во­дородных ионов при дефиците оснований определет необходимость коррек­ции с помощью введения бикарбоната натрия, восстанавливающего преиму­щественно рН внеклеточной жидкости. Однако для удаления избытка угле­кислоты, образующейся при связывании Н+-ионов бикарбонатом, требуется гипервентиляция легких. Поэтому при дыхательной недостаточности приме­няют буферные растворы (трис-буфер), связывающие избыток Н+ внутри клеток. К коррекции также подлежат сдвиги баланса Na+, К*, Са2*, Mgr.CV .обычно сопровождающие ацидозы и алкалозы.

Температура крови зависит от интенсивности обмена веществ того органа, от которого оттекает кровь, и колеблется в пределах 37-40°С. При движении крови происходит не только выравнивание температуры в различ­ных сосудах, но и создаются условия для отдачи или сохранения тепла в ор­ганизме.