Тимин биохимия

Кислотно-осноравнопредставляетвесие

собойактивностьфизиологических

и-

зико-химическихпроцессов,составляющихфункцедсинуюонемульнобилизации

+ около40нмоль/,

концеиоНнтрацииов

+.Нормальныевеличконцеи трацииов

чтов10

6 разменьше,чемконцентрациямногихдругихв

еществглюкоза( ,лип,минды

е-

ральныевещества)Совместимые. жизньюколебанияконцеиоН трацииов

+ располагают-

сявпределах16

-160нмоль/.

Таккакреакцииобменавеществчастосвязаныокислениемвосстановлениеммол

е-

кул,товэтихреакцияхобязательн

опринимаютучастиесоединения,выступающиекач

е-

ствеакцептдонораили воднов.Рольдругихсоединенийода

– обеспечитьнеизме

н-

ностьконцеиоводородантрацииовприж знедеятельности.

Рольвне

клеточныхионовводорода

Стабильностьвнеклеточнойонцентрации

ионов Н+ обеспечивает:

o

оптимальную функциональную активностьбелкровиплазмы

имежклеточного

пространства (ферме,транбелкиспортныеты)

,

o

растворнеорганичесорганическихмостьмолекул

,

o

неспецифическуюзащитукожногоэп

ителия,

o

отрицательзаряднаружповерхностимембраныыйоэритроцитов.

Рольвнутриклеточныхионовводорода

СтабильностьвнутриклконцНентрацииточной

+ необходимадля:

o

оптимальнойактивностиферменмембран,цитоивнутриклеточныхплазмыорг

а-

нелл,

o

формирования

электрохимического

градиенмембртнаохондрийдолжномны

уровнеидостаточнуюработкуАТФвклетке

.

О С НПОВКАНЗЫАЕТ Е Л И

К О С

Исследовакислотноия

-основнсткровипряниягонагазовыхводятсяанализат

о-

рах,которыесучетомтемпературы

кровидавлениянапрямуюопределяют

только концен-

трациюионовН

+ (велрН)ипоказательчину

pCO2 (количествоСО

2)Ост. пальныераметры

рассчитываются, исходяизуравненияГендерсона

-Гассельбаха:

[HCO- ]

3

pH = pK' + lg

0,031× pCO2

В О Д ОПРООКДАНЗЫАТЙЕ Л Ь

Водородныйпоказатель

(рН) — отрицательдесятичныйлогаракт, фмвности

иликонцент,водоионоврастацииодных.Онявляреснктсяовнойличественнойх

а-

рактеристикойкислводрастворовныхости

:

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

341

В случаеравенстваконцеиоHтрацийов

+ иОН – величинарНсредысоответствует

7,0, т.е.

среданейтральная.

ионов H+ неравнаконцентрации

Врастворахкислотщелочейконцентрация

ионов

ОН– ирНсоотвмеилиньштствбольше7. нно

Повышениеконцентрации

ионов Н+

вызы-

ваетсоответствующуменьшенико ее

нцентрации ионов ОН–,инаоборот.

ВнормеконцеиоНнтрацияов

+ колеблетсяот36до45нмоль/,в

среднем она состав-

ляет40нмоль/

,что

соответствует рН7,4. Совместимыйжизнью

диапазонконце траций

ионовН

+ – 16-160нмоль/,чтос ответствуетрН6,8

-7,8.

СнижевелрНинчлакоплениеиныионовН

+ называется ацидоз,увеличениерН

илидефицитионовН

+ – алкалоз.

Нормальныевеличины

Цельнаякровь

новорожденные

7,21-7,38

взрослые

артекриальнаяовь

7,37-7,45

венознаякровь

7,34-7,43

Клинико-диагностическоезначение

Изменениепоказателяпроисхпринакоплениикислотныхдщелочныхлиэквив

а-

лентов.

Водородный показатявляетсяглавизльгонымаченопреддиагнозеляет

ацидо-

П А Р ЦДИААВЛЛЬЕННОИЕЕ

У Г Л ГЕАК ЗИАС Л О Г О

Парциальноедавление

илинапряжениеуглекислогогаза(

рСО2) – давлениеСО

2 вг а-

зовойсмеси,находящейсявравновесииплартезмойк прииальнойовитемпературе

38°С.

Показательявляекритериемся

концентрации углекислоты вкрови.

Нормальныевеличины

Цельная кровь

35-48ммрт.ст. (4,66

-6,38кПа)

Клинико-диагностическоезначение

при респираторных нарушениях.

o

Изменениепоказателя

pCO2 играетведущуюроль

увеличивается преспираторномацидозе

из-занарушениявентиляциилегких,что

ивызываетнакопление

угольнкисл, ойты

o

снижается преспиралк. атлозерном

Вэтомслучае

меньшение рСО2 происхо-

дитврезультатегипервлегких,котораянтиляцииприводитповышенномувыведению

изоргануглекислотызащелачзмакровиванию

.

При нереспираторных (метаболическ их) проблемпоказательх

неизменяется .Если

налицометаболическиесдвигирНпоказатель

pCO2 невнор,тоимевторичныеются

(иликомпенсаторные)изменения.

Приклиническойоценке

сдвига показателя рСО2 важно

установить,явлизмененяютсяпричиннымиилкомпенсаторнымия.

Такимобразом,

повышение показателя pCO2 происходитеспираторныхацидозах

и компенсированном метаболическом алкалозе,а

снижение – преспиралкатлозахрных

и компенсации метаболического ацидоза. Колвеличбанияны

рСО2 припатологических

о-

стояниях находятся вдиапазонеот10до130

ммрт.ст

.

К О Н ЦБЕИНКТАРРАБЦОИНЯ

А Т - И О Н О В

Концентбикарбонатовация

(ионов

HCO3–) вплазмекровиявляется

третьим основ-

нымпоказателемкислотно

-основнстоянияго

. Напрактике

азличаютпоказателиакт

у-

альныхистинных( )бикарбонстандатовртных

бикарбонатов.

ионов HCO3– в исследуемой

Актуальные бикарбонаты (AB,АБ)

– эток нцентрация

кровипри38°Среальданных( )з аченияхpHpCO

2.

Кислотно-основноестояние

342

Стандартные бикарбонаты (SB,СБ)

– эток нцеиоHCOнтрацияов

3– в исследуемой

крови при приееведении

стандартные усл:понасыщениевиялноекислородомкрови,

уравновешивание при38°Ссгазосмесью,вкоторойpCO

2 равно40

ммрт.ст

.

Уздоровых

людей концентрацактуальныхистандартныхбикаяп бонатовактически

одинакова.

Нормальныевеличины

Цельнаякровь

21-28ммоль/

Клинико-диагностическоезначение

Диагзначеностическонцентбикавроесацбонатоввиси

тоит,

преждевсего,

вопределенметаболическогохарактереспиратор( )нарушеногоий

КОС.

Показатель впервуюочередь

изменяетсяпри

метаболических нарушениях:п римет

а-

болическом ацидозе показатель HCO3–

снижается,п риметаболическом

алкалозе – повы-

шается.

Т.к.угольнаякислотаоченьплоходиссоциирует

HCO3–, топ

и еенаковкровиплениерактически

неотражаетсянаконцентрации

ри первичных респираторных нарушениях

з-

менениебикарбонатневелик. ов

Приреспираторнойкомпенсации

метаболического алкалоза бикарбонатынакаплив

а-

ются вследствиеурежениядыхания

.

К О Н ЦБЕУНФТЕРРАНЦЫИ ЯХ

О С Н О В А Н И Й

Ещеоднимпоказател,характсостояниеризующим

КОС,являетсяконцентрация

буферныхоснований

(buffer bases, ВВ,БО ), отражсуммувсехающаянионовцельнойкр

о-

ви,о

сновном анионовбикарбоната

ихло,кдругима

анионамотнионысятся

белков,

сульф,фосфа, ,кетытаттелаоновыеи.п.

Этот параметр почтине

зависитотизмененияпарциадавуглекислогоеьгазанияого

вкр,новитражает

продукислоттканямицию

и частичнофункциюпоч.Пвеличине

буферныхоснований

можносудитьсдвигах

КОС,связанныхувеличилиумениемьш

е-

ниемсодержаниянелетучихкислот

вкрови

(т.е . всех,кромеугольнкисл) ойты

.

Нормальныевеличины

Цельнаякровь

44-48ммоль/

Практически используемымпараметром

концентбуферныхоснованийявляации

ется

параметр "останионыточе

" или "неопределяемыеан"илионы

"анионннесоотве

т-

ствие"или"

анионразницаая

". Восновеиспользовпоказателаниор зницыияой

е-

житпостулатоб

электронейтр,..количествоотрицате(льности)пооножьныхв

и-

тельныхкатион( )вплазмекрдолжноовбытьодинаковым.Еслижеэкспериментально

Na+, K+, Cl–, HCO3–,

определколичестболеенапредсттьвплкровиавлионовзменных

составляетпри12ммоль/.ерно

торазностьме

ждукатионамианионами

Анионнаяразница

,ммоль/

= ([Na+] + [K+]) – ([Cl–] + [HCO3–]) = 12

Измвеличненаниоразницынсигнализируетойнакоплении

неизмеряемых

анионов (ла,кетонтат

овыетела

) иликати,чтуточняетсяновпоклиническойкартил не

поанамнезу.

Клинико-диагностическоезначение

Показателиобщихбуферныхоснованийанионразницыой

особенноинформатив

ны

при метаболических сдвигах КОС,тогдакакпри

респираторных нарушениях егок

олеба-

ния незначительны.

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

343

И З ББЫУТФООЕСКРННОЫ Х

В А Н И Й

Избытокоснований

(base excess, BE,ИО ) – разницамеждуфактическдолжной

величинамибуферныхоснов.Познпоказательнийчениюможетбытьположительным(

з-

бытокоснований)илиотрицательнымдефицит(

оснований,избытоккислот

).

Показатель подиагностическойценности

выше,чем

показатели концентрацииакт

у-

альныхистандартныхбикарбонатов.

Избытокосновотражаетний

сдвиги количества осно-

ванийбуферныхсистемкрови,а

актуальныебикарбонаты

– толькоконц

ентрацию.

Нормальныевеличины

Цельнаякровь

дети

от -4до -2ммоль/

взрослые

от -2до+3ммоль/

Клинико-диагностическоезначение

Наибольшиеизмененияпоказателя

отмечаютcя приметаболичнарушенияских

:при

ацидозе выявляенехваткаосновкровисядеф( основаниййи,отриццитзн тельныеч

е-

ния),при

алкалозе – избытоснованийположит( к значения). льные

Прдеделфицита,со

в-

месжти, мыйзнью30

ммоль/.

Приреспираторныхсдвигах

показатель меняется незначительно.

К И С Л О Р О Д - С В ЯПЗОАКНАНЗЫА ТЕ Е Л И

Оксигемоглобин (HbО 2)

Оксигемоглобин

– процентноесодевк жаниеови

,

являетсяотношением

фраоксигемоглобинации(HbО

2)ксуммевсехфракцийобщему( гемоглобину).

Цельнаякровь

взрослые

94-97 %

Насыщение гемоглобинакислородом

Насыщениесатурация( )гемоглобина

кислородом(HbO

SAT, SО 2),представляетсобой

вкр

о-

отношеноксигенированногофра ции

гемоглобинак

тому количествугемоглобина

ви,который

способен транспортировать О2.

HbOSAT =

HbO2

×100%

HbO2 + HHb

Отличиямежду

двумяпоказателямиHbО

2 и HbOSAT заключаются втом,чтоупацие

н-

товвозможноналичиекровифракциитакормый

гемоглобина,которая неспособна

ак-

цептироватьО

2 (Hb-CO, metHb,сульфо Hb). Нот какбольшнеимеютнвствоых

кровиповышсодержнного

анияэтихформ

гемоглобина,значения

HbО 2 и SО2 обычно очень

близки.

Цельнаякровь

новорожденные

40-90%

взрослые

94-98%

Общеесодержаниекислорода

Общеесодержаниекислорода

(TO2) – суммавсего

кислкрови,т.е.раствореннрода

о-

Парциальноедавлениекислорода

Парциальноедавлениекислорода

(pO2) – давлениеО

2 вгазе,находящемсявравн

о-

вескислородоми,раствоплазмееннымтекрприиальнойовитемпературе38°С.

Хотярастворенныйки оставляетлородменее10%

общегокислвкрови, родан

находитсявдинамическомравновесиимеждукислородомэритроцитовканей.

Цельнаякровь

взрослые

83-108ммрт.ст.

(11,04-14,36кПа)

Данныйпоказательявляетсяосновнымпри

характеристгипокси. ике

Кислотно-основноестояние

344

К О М П Е Н С А Ц И Я И З МКЕОНЕЦНЕИНЙТ Р А Ц

И И

И ОВНООДВО Р О Д А

ВП ЛКАРЗОМВЕИ

ПриизмеконцеениииоН трацииов

+ активирукомпенсационнаяд ятельностьтся

двухкрупныхсистеморганизма:

1. Системахимическойкомпенсации

o

действиевне

клеточных ивнутриклебуферныхсис, темочных

o

интевнсивностьутриклетобразованияионН ч ого

+ иНСО

3–.

2. Системафизиологическойкомпенсации

o

легочнаявентиляцияудалениеСО

+

2,

o

почечнаяэкскрецияионовН

(ацидогенез,аммониегенез),

реабсорбциясинтез

Б У ФСЕИР СН ТЫЕЕМ Ы

Буферныесистемы

– этос единения

, противодействующие резкимизменениямко

н-

центрацииионовН

+,включающиекислотно

-основныепары:слабоеоснованиеанион(

, А–) и

слабаякислотаН(

-А) .Онивступаютдействиемомечерезнесколькотально

минутх

эффектдостигаетмаксивоз.мумаожного

– бикарбонатная, фос-

Сущнесколькобуферныхтвуетсистемжидкостейорганизма

фатная, белковая, гемоглобиновая.

Бикарбонатнаябуфернаясистема

3–)иугольнкислойты

Этасисостоиттемаизбикарбонат

-ионаНСО(

(Н 2СО3),мо щ-

ностьсоставля65%отобщбуферноймкостикров.

ВнотношениермеHCO

3– к

H2CO3 равно20

: 1. Рабэтсистемыотайнеразрывнотесносвязана

легкими.

Припоступлениивкровь

болеесильнойкислоты

,чемугольная,ионыбикарбоната

натрияв

заимодействуютней,происхреакцияобменадитбразуетсясоответствующая

сольиугольнаякислота.

Врезультате,

благодаря связыванию введеннойсистемукисл

о-

ты,концеиоводородантровзначцпонижаетсяительно.

NaНСО3 +Н -Анион ↔ Н2СО3 + Na+ +Анион –

Припоступлении

оснований они реагируютсугольнкислобразуюттой

соли

бикарбонатов:

H2CO3 +Катион -ОН ↔ Катион+ + HCO3– +Н 2О

Возникающприэтомдефицугольнкислкомпенсируйт йтыуменьшв ениемтся

ы-

деленияCO

2 легкими.

непроисходит

параллельногозначимого

Принакопленииугольнкислвкр йтыви

увеличенияконцентрацииНСО

3–,т.к.онаоченьплоходиссоциирует.

Благодаряработе

бикарбонатногобуфера

концентводоионовпрацдныхижается

подвумпричинам:

слабой кислотойплоходиссо

o

угольнаякислявлочтаетсянь

циирует,

o

в крови легких благодаряприсутствиюэритроцитахфермента

карбоангидразы,

угольнаякислорасщепляетсябыстрообразованиемCO

2,удаляемогосвыдыхаемым

воздухом:

Н2СО3 ↔ Н2О+СО

2↑

Кромеэритроцитов,

значиактивностьельная

карбоангидразы отмеченавэпителии

почечныхканальцев,клеткахслизистойоболочкижелудка,коренадпочечниковклетках

печени,в

незначительныхколичества

– вцентральнойнервнсистеме,п джелудочной

железеи

другихорганах.

Кислотно-основноестояние

346

В легких послеудаления

СО2 (угольнкислойты

) происходитзащелачкров. ивание

Параллельное присоединениеО

2 кдезоксигемоглобину H-Hb образует кислоту Н-НbО2, бо-

леесильную,чемугольная.

Поэтому на отдаетсвионыН

+

всреду

, предотвращая повы-

шениерН:

Н-Hb + O2 → [H-HbO2] → НbO2 +Н +

В капиллярах тканей постпоступяннкислотв( чемениеугольнойсле)изкл

е-

токприводиткдиссоцоксигемоглобинаНации

bO2 (эффектБора)исвязываниюионовН

+ в

видеН

-Hb:

НbO2+Н + → [H-HbO2] → Н-Hb + O2

С И С Т Е М Ы Ф И З ИКООЛМОПГ И Ч Е С К О Й

Е Н С А Ц И И

Дыхательнаясистема

Легочвенобеспечиваеттиляцияая

удалениеугольнкислотый

,образованной при

функционировании бикарбонатной буфернойсистемы.

Поскоростиреакцизменениена

рН – этовтораясистемапослебуферныхсистем.

Дополвентиляцияительная

легких приводитк удалениюСО

2,азначитН

2СО3, ип

о-

вышает рНкрови,чтомпенсируетзакисленмежклетжидкостичной

плазмы крови

продуктамиметаб,впервуючелизма, ганическимиедькислотами.

концеионовтрация

Первым факторомдля

регуляции дыхательнойсистемыявляется

Н+, влияющая напериферичкаротид( тельца) нтскиеп(ыральныеодолмозг) оватый

рецепторы. Накопление ионовН

+ вкровиужечерез1

-2минутывызываетмаксимальную

(дляданнойихконцентра)стимуляциюдыхательногоентраии,повышаяегоактивность

до

4-5раз .И,наоборот,снижениекислотностикрови

способно понижать активностьдыхател

ь-

ногоцентрав2

-4раза .

величина pCO2. Чувстви-

Вторымфакс имуляцииоромдыхатецентраявляетсяьного

тельныехеморецепторыдляCO

2 находятсявпродолмоз,ваортговеикальномртти

д-

ныхтельцах.

Вслучаегиперкапнииувеличени(

е CO2)рецепторы

активируются.

Третийрегуляторвентиляции

– сдвиги концентрацииO

2.НаpO

2 реагируют,главным

образом,периферическиерецепторыкаротидногосинуаортыгиса.Ониявляютсязн

а-

чимымидлегочнойявентиляциитолькоприсильномсн рОжении

2 вартекриальнойови

(60-70%о тнормы).

Костнаяткань

Этонаи болеемедленнореагирующая

сист.Меееханизммаучастияв

повышении рН

крови пассивен состоитввозможностиобмениватьсяплазмойкровиионС ми

2+ иNa + в

обменнапротоныН

+.ПриснижениирНзакисление( )происходитпос

тупление протонов

внутрьосте,аионовкальцтовия

– наружу.

Параллельнопроираствходитрение

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

347

гидроксиапатитных кальциевыхсолейкостногоматриксасвязываниеионовН

+ сНРО

42–,

которыйуходитсмочой.

Печень

Существен,нопассивнуроль ю

регуляциикислотно

-основнсткровиянияго

бернаспеченьбят,вкоторойпроисходитметаболизмнизкомолекулярныхорганических

кислотмолочная( кислота

идр ). Кромеэтого,кислыещелочныеэквивалентывыделяются

желчью.

Почки

Рольпочекврегуляциис

двиговКОСзаключаетсявизмр нениибикарбсорбции

о-

натаисекрецтитруемыхамми акакис.БлагодаряэтимотпроцесрНмочипостепеам

н-

носнижаетсядо4,5

-5,2. Развитиепочр наакциичнойсмещениекислотно

-основногост

о-

янияпроисходитвтечнениеск

олькихчасовдажедн. й

Специфические нейрогуморальные механизмы регуляциисекрецреабсори

б-

ционовиН

+ отсутствуют. Регуляция концеионHтрацииов

+ осуществляетсяопосред

о-

ванно,черезпотионовки

Na+,движущпоградконцентихсяенту,ичерезперераации

с-

пределение потоков ионовК

+ иН

+, которые выходятизклетсекретируются( )вобменна

ионы Na+.

Такжедл

я обеспеченияэлектронейтральности

внутриивнеклеточнойжидкости

при

реабсорбции ионов Na+ усиливается реабсорбцияионов

Cl–,одихнакоеватает,поэто

му

возникаетнеобходимость

усилении реабсорбции

дополнительном синтезе ионов HCO3–.

Все вышесказанное упрощенно можно проиллюстрировать выражением:

Реабсорбция(Na

+) ≈ СекрецияК(

+ +Н +) +Реабсорбция(Cl

– + HCO3–)

Впочкахактивнопротекаюттрипроцесса,связанных

HCO3–.

уборкой кислыхэквивалентов:

1. Реабсорбция бикарбонатныхионов

2. Ацидогенез – удалениеионовН

+ ститруемымикислотамивосновном( составед ги

д-

рофосфатов NaH2PO4).

+ всоставеионоваммонияNH

4+.

3. Аммониегенез – удалениеионовН

Реабсорбциябикарбонат

-ионов

Впроканальцахсимальныхионы

Na+ мигрвцитозольэпителиальныхруютклетокв

силуконцентрационногоградиента,котс здрыйнаб золатеральнойетсямембранепри

Na+ эпителиоцитыканальцевактивно

работефермента

Na+/К +-АТФазы.Вобменнаио ы

секретируютвканальцевуюжидкионыдорсть

ода.

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

349

Глутамглутаминови к ,попадслотаклеткиканальцевая,быстродезаминирую

т-

сяферментами глутаминаза и глутаматдегидрогеназа собраммиаказованием.Являясь

гидрофобсоеди,аммиакдиффундируетымениемвпросветканальцаиакцептируетионы

Н+ собраммозоваиона.нийногоем

Даммонлеекатспособенивзаимодействый

о-

ватьсанионами

Cl–, SO42–, с органическимикислотами(

лактатидругие

) собразованием

аммсо.нилейных

В Н У Т РРИЕКГЛУЕЛТ О Ч Н А Я

Я ЦК ОИ ЯН Ц Е Н Т Р А Ц И И

И ОВНООДВО Р О Д А

Врезультатедеятельностиклетоквнихна апливаютсякислыепродукты

– органиче-

скиенеорганическиекислофосфатылак( , )или,наоборот,снижаетсяконцентрация

ионовводорода.Длякомпенсацииэтихизмененийиспользуютсямеханизтрансмыембра

н-

ного обмена ионов водорода сионами

натрия и калия.

В И Д Ы Н А РКУИШС ЕЛНОИТ НЙ О

- О С Н О В Н О Г О

С О С Т О Я Н И Я ИИКХО М П Е Н С А Ц И Я

Суммируягрувсеппируя

ричинынарушенийкислотно

-основного состояния,можно

выделитьследующиепричины:

1Повышенное.

поступление кислыхпродуктовилинедостаточностьихудаления.

2Изменение. количестваионаНСО

3–

всторонуувеличенияилиснижения.

3Изме. кониоцеениеК трацииов

+

вкрови.