26.Протолитический баланс.

Важнейшим фактором гомеостаза живых организмов явл. Поддержание кислотноосновного (протеолитического баланса) баланса на необходимом уровне. В результате жизнедеятельности человека в организме образуется большое кол-во различных кислот, больше всего угольной-до 13 моль/сутки которое выделяется при дыхании. Помимо СО2 в организме образуется ряд нелетучих кислот(серной, фосфорной, молочной) в количестве от 0,03 до 0,о8 моль/сутки. Однако при ряде заболеваний это количество может возрастать. Пример:при сахарном диабете до 1 моль/сутки. Большинство биожидкостей в организме способно сохранять постоянным значение pH при незначительном воздействии, т.к. в них присутствует буферная система. Расчет pH буфнрных систем проводят по уравнению (ендерсона-Хассельбаха (1)pH=pKa+LgCa/Ck (для кислотных буф.сист)(2) pOH=pKb+LgCc/Cосн (для основных буф. сист) наиболее эффективное действие буфюсист. Наблюдается при соотношении компонентов (донор-акцептор протонов) не привышающим 10, при этом pH р-ра изменяется не больше чем на единицу. Буферные сист. организма. Основными буф. сист. явл. : гидрокарбонатная, фосфатная, гемоглобиновая, белковая (протеиновая).

Гидрофосфатная буф.сист.

Содержится как в крови так и в клеточной жидкости других тканей (особенно в почках). В в клеточной жидкости представлена в виде солей калия (H2PO4+K2HPO4)а в плазме крови-в виде солей натрия (NaH2PO4+Na2HPO4)В качестве донора протонов (кислоты)вступают дигидрофосфат ионы H2PO4^- в кач. Оснований (акцепторы протонов) HPO4^2-. Эти 2 аниона образуют сопряженную кислотноосновную пару.

H2PO4^-H⁺+HPO4^2-(d)Константа равновесия обратима р-ции d представляет собой константу диссоциации H3PO4 по второй ступени: Ka2= =1,58*(7)Из уравнения (7) выразим соотношение фосфатных форм (с учетом конц. ИоновH⁺ в плазме крови уравнение (5)

==

Из полученного соотношения (8) следует что фосфатная буф.сист. так же имеет большую емкость по кислоте чем по основанию (в 4 раза). В Случае появления во внутриклеточной жидкости избытка ионов H+ протекает реакция Образовавшийся дигидрофосфат ионH2PO4- выводится почками при этом pH мочи понижается, что имеет место при избыточном употреблении мяса. При употреблении растительной пищи во внутриклеточной жидкости образуется избыток гидроксильных ионов OH-, которые нейтрализуются по реакции Образующийся гидрофосфат ионы так же выводятся почками,при этомpH мочи возрастает. Поэтому кислотность мочи изменяется в широком пределе (4,8-7,5)

Гемоглобиновая буферная система. ГБС-важнейшая система в эритроцитах. В качестве доноров протонов вступают 2 слабые к-ты HHb и HHbO2. В качестве акцепторов протонов выступают сопряженные им основания-анионы этих кислот.

HHb↔,pK=8,2(K)

HHbO2↔,pK=6,96(L)Из пространственных силовых показателей видно, что HHb является более слабой к-ой, поэтому при наличии избытка ионов H+ их акцептором в первую очередь будет вступать анион Hb- (в следствии равновесия в системе смещается в сторону образования более слабого электролита)

При избытке гидроксильных ионов OH- они в первую очередь будут нейтрализоваться оксигемоглобином как более сильной к-той HHbO2+Гемаглобиновая буф.сист. участвует в важнейших физиологических процессах одновременно:дыхание,транспорт кислорода в ткани, поддержание постоянстваpH в эритроцитах и плазме крови. Эффективное функционирование гемоглоб. буф. сист. возможно только в сочетании с другими буф.сист.

Гидрокарбонатные буф.сист. В организме чел. Присутствует сложное углекислотное равновесие CO2 +H2O↔H2CO3↔H⁺+HCO3^-(a)В этой буф.сист. донором протонов явл. HCO3,акцептором HCO3^-(гидрокарбонат ион). Т.к в физиологических жидкостях все формы H2CO3 (растворены CO2 и молекулы H2CO3) рассматривался как единое целое, то кислота диссоциации H2CO3(по первой ступени) отличается ее термодинамического значения.

(3)Ka=^[H+^][HCO3-] =7,95 *10^-7 (pK=6,1) ^{[CO2]+[H2CO3]}

(4)Ka=^[H+^][HCO3-] =4,45 *10^-7 (pK=6,36) ^[H2CO3]

гидрокарбонатная буф.сист.-основная буф.сист плазмы крови, также содержится в эритроцитах, в межклеточной жидкости и почечной ткани. В норме ph крови -7,4±0.05 соответственно [H⁺]=10^-pH=10^-7,4=3,98*10^-8 моль/л (5)

Из уравнения (3) найдем соотношение гидрокарбонатной и молекулярной форм угольной к-ты9приняв концентрацию ионов H⁺ из уравнения (5)

Из соотношения (60 следует: емкость гидрокарбонатного буфера по кислотебуферной емкости по основанию,что отвечает особенностям метаболизма человеческого организма.избыток ионовH⁺ нейтрализуется HCO3^- ,при этом образуется CО2.которое выводится из организма при дыхании.

HCO3^-+H⁺CO2+H2O(b)Избыток гидроксильных ионов нейтрализуется собственно угольной кислатой с образованием гидрокарбонат-ионов H2CO3+OH^-→HCO3^-+H2O(c)Реакции (и) и (с) отражают работу гидрокарбонатной буферной системы, основное предназначение которой нейтрализация кислот. Гидрокарбонатная буф.сист. эффективного и быстрого действия, нарушение протеолитического баланса нейтрализуется за 10-15 мин. А восстановление осуществляется за 10-18 мин.

Ацидоз. Алкалоз.

Все буф.сист. в организме характеризуются в соотношении Т.е все буф.сист обладают повышенной емкостью по кислоте. Что соответствует метаболизму генов. Ацидоз-уменьшениеBa физиологической системы в сравнение с нормой. Алкалоз - увеличение Ba(Кислотно буф.емкость)Ацидоз(алкалоз) может быть экзогенного и эндогенного характера. В случае экзогенного ацидоза к-ты ввод. В орг. Из вне (пища и т.д) В случ. эндогенного - нарушение протеолитического баланса наступает в следствии наруш скорости синтеза и вывода к-ты и оснований. В зависимости от глубины пат. изменений различают комплементарный и некомплементарный ацидоз (алкалоз). При комплементарном несмотря на отклонение от нормы кислотно-буф емкости pH крови ост. В пределах 7,35-7,45. При некомплементарном ацинозе.ph снижается до значений 6,8-7,35,при алкалозе pH крови повыш до 7,35-7,9. Снижение ph называется-ацидемией, повышение - алколимией. Отклонение pH от нормы 0,6-летальный исход. При ацидозе в кач экстренной формы используют внутреннее вливание NaHCO3-100-200мл 4% р-ра. Для устранения алкалоза использ. 5% р-р аскорбиновой к-т частично нейтрализованной гидрокарбонатом Na до pH 6-7