Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Полный курс Лекций по Биохимии.pdf
Скачиваний:
1335
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
19.2 Mб
Скачать

 

Кислотно-основное состояние

326

 

 

 

Нормальные величины

 

 

Цельная кровь

взрослые

44-48 ммоль/л

Практически используемым параметром концентрации буферных оснований является параметр "остаточные анионы" или "неопределяемые анионы" или "анионное несоответствие" или "анионная разница". В основе использования показателя анионной разницы лежит постулат об электронейтральности, т.е. количество отрицательных (анионов) и положительных (катионов) в плазме крови должно быть одинаковым. Если же экспериментально определить количество наиболее представленных в плазме крови ионов Na+, K+, Cl, HCO3, то разность между катионами и анионами составляет примерно 12 ммоль/л.

Анионная разница, ммоль/л = ([Na+] + [K+]) – ([Cl] + [HCO3]) = 12

Изменение величины анионной разницы сигнализирует о накоплении неизмеряемых анионов (лактат, кетоновые тела) или катионов, что уточняется по клинической картине или по анамнезу.

Клинико-диагностическое значение

Показатели общих буферных оснований и анионной разницы особенно информативны при метаболических сдвигах КОС, тогда как при респираторных нарушениях его колебания незначительны.

КОМПЕНСАЦИЯ ИЗМЕНЕНИЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ ВОДОРОДА В ПЛАЗМЕ КРОВИ

При изменении концентрации ионов Н+ активируется компенсационная деятельность двух крупных систем организма:

1. Система химической компенсации

o действие внеклеточных и внутриклеточных буферных систем,

o интенсивность внутриклеточного образования ионов Н+ и НСО3. 2. Система физиологической компенсации

o легочная вентиляция и удаление СО2.,

oпочечная экскреция ионов Н+ (ацидогенез, аммониегенез), реабсорбция и синтез НСО3.

БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ

Буферные системы – это соединения, противодействующие резким изменениям концентрации ионов Н+, включающие кислотно-основные пары: слабое основание (анион, А) и слабая кислота (Н-А). Они вступают в действие моментально и через несколько минут их эффект достигает максимума возможного.

Существует несколько буферных систем жидкостей организма – бикарбонатная, фос-

фатная, белковая, гемоглобиновая.

БИКАРБОНАТНАЯ БУФЕРНАЯ СИСТЕМА

Эта система состоит из бикарбонат-иона (НСО3) и угольной кислоты (Н2СО3), буферная мощность составляет 65% от общей буферной емкости крови. В норме отношение HCO3к H2CO3 равно 20 : 1. Работа этой системы неразрывно и тесно связана с легкими.

При поступлении в кровь более сильной кислоты, чем угольная, ионы бикарбоната натрия взаимодействуют с ней, происходит реакция обмена и образуется соответствующая соль и угольная кислота. В результате, благодаря связыванию введенной в систему кислоты, концентрация ионов водорода значительно понижается.

biokhimija.ru

Тимин О.А. Лекции по биологической химии

327

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

При поступлении оснований они реагируют с угольной кислотой и образуют соли бикарбонатов:

H2CO3 + Катион-ОН ↔ Катион+ + HCO3+ Н2О

Возникающий при этом дефицит угольной кислоты компенсируется уменьшением выделения CO2 легкими.

При накоплении угольной кислоты в крови не происходит параллельного значимого увеличения концентрации НСО3, т.к. она очень плохо диссоциирует.

Благодаря работе бикарбонатного буфера концентрация водородных ионов понижается по двум причинам:

o угольная кислота является очень слабой кислотой и плохо диссоциирует,

oв крови легких благодаря присутствию в эритроцитах фермента карбоангидразы,

угольная кислота быстро расщепляется с образованием CO2, удаляемого с выдыхаемым воздухом:

Н2СО3 ↔ Н2О + СО2

Кроме эритроцитов, значительная активность карбоангидразы отмечена в эпителии почечных канальцев, клетках слизистой оболочки желудка, коре надпочечников и клетках печени, в незначительных количествах – в центральной нервной системе, поджелудочной железе и других органах.

ФОСФАТНАЯ БУФЕРНАЯ СИСТЕМА

Фосфатная буферная система составляет около 1-2% от всей буферной емкости крови и до 50% буферной емкости мочи. Она образована дигидрофосфатом (NaH2PO4) и гидрофосфатом (Na2HPO4) натрия. Первое соединение слабо диссоциирует и ведет себя как слабая кислота, второе обладает щелочными свойствами. В норме отношение HРO42– к H2РO4равно

4 : 1.

При взаимодействии кислот (ионов водорода) с двузамещенным фосфатом натрия (Na2HPO4) натрий вытесняется, образуется натриевая соль дигидрофосфата (H2PO4). В результате, благодаря связыванию введенной в систему кислоты, концентрация ионов водорода значительно понижается.

HPO42– + Н-Анион ↔ H2PO4+ Анион

При поступлении оснований избыток ОНгрупп нейтрализуется имеющимися в среде Н+ , а расход ионов Н+ восполняется повышением диссоциации NaH2PO4.

H2PO4+ Катион-ОН ↔ Катион+ + HPO42– + Н2О

Основное значение фосфатный буфер имеет для регуляции pH интерстициальной жидкости и мочи. В моче роль его состоит в сбережении бикарбоната натрия за счет дополнительного иона водорода (по сравнению с NaHCO3) в составе выводимого NaH2PO4:

Na2HPO4 + Н2СО3 ↔ NaH2PO4 + NaНСО3

Кислотно-основная реакция мочи зависит только от содержания дигидрофосфата, т.к. бикарбонат натрия в почечных канальцах реабсорбируется.

Кислотно-основное состояние

328

 

 

БЕЛКОВАЯ БУФЕРНАЯ СИСТЕМА

Буферная мощность этой системы составляет 5% от общей буферной емкости крови. Белки плазмы, в первую очередь альбумин, играют роль буфера благодаря своим амфо-

терным свойствам. В кислой среде подавляется диссоциация СООН-групп, а группы NH2 связывают избыток Н+, при этом белок заряжается положительно. В щелочной среде усиливается диссоциация карбоксильных групп, образующиеся Н+ связывают избыток ОН-ионов и pH сохраняется, белки выступают как кислоты и заряжаются отрицательно.

ГЕМОГЛОБИНОВАЯ БУФЕРНАЯ СИСТЕМА

Наибольшей мощностью обладает гемоглобиновый буфер, который можно рассматривать как часть белкового. На него приходится до 30% всей буферной емкости крови. В буферной системе гемоглобина существенную роль играет гистидин, который содержится в белке в большом количестве (около 8%). Изоэлектрическая точка гистидина равна 7,6, что позволяет гемоглобину легко принимать и легко отдавать ионы водорода при малейших сдвигах физиологической рН крови (в норме 7,35-7,45).

Данный буфер представлен несколькими подсистемами:

 

 

 

 

Гемоглобиновые подсистемы

 

 

 

Основание

 

KHb

 

 

HHb

 

 

KHbO2

 

 

 

 

 

 

 

 

Кислота

 

HHb

 

 

HHbO2

 

HHbO2

 

Пара ННb/ННbО2 является основной в работе гемоглобинового буфера. Соединение ННbО2 является более сильной кислотой по сравнению с угольной кислотой, HHb – более слабая кислота, чем угольная. Установлено, что ННbО2 в 80 раз легче отдает ионы водорода, чем ННb.

Работа гемоглобинового буфера неразрывно связана с дыхательной системой.

В легких после удаления СО2 (угольной кислоты) происходит защелачивание крови. При этом присоединение О2 к дезоксигемоглобину

H-Hb образует кислоту ННbО2 более сильную, чем угольная. Она отдает свои ионы Н+ в среду, предотвращая повышение рН:

Н-Hb + O2 → [H-HbO2 ] → НbO2 + Н+

В капиллярах тканей постоянное поступление кислот (в том числе и угольной) из клеток приводит

кдиссоциации оксигемоглобина НbO2 (эффект Бора)

исвязыванию ионов Н+ в виде Н-Hb:

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.