7.3. Буферные системы крови

Из буферных систем организма наибольшей емкостью характеризуются буферные системы крови. Они распределены между эритроцитами и плазмой (рисунок 14).

Рисунок 14. — Буферные системы крови

Гидрокарбонатный (водокарбонатный) буфер: H₂CO₃/HCO₃^-

Его образование описывается схемой:

СО₂ + Н₂ОН₂СО₃НСО₃^- + Н⁺

Механизм буферного действия можно представить следующим образом:

Н⁺ + НСО₃ Н₂СО₃

ОН^- + Н₂СО₃НСО₃^- + Н₂О

В крови отношение концентрация угольной кислоты и гдрокарбонат-иона составляет:

Избыток гидрокарбоната создает щелочной резерв крови. Для данного буфера В_к = 40 ммоль/л, а В_щ = 1-2 ммоль/л.

Гидрокарбонатный буфер связан со всеми буферными системами вне- и внутриклеточных жидкостей. Всякие изменения в них сказываются на концентрации составляющих данного буфера. Анализируя содержание НСО₃^- в крови можно диагностировать наличие дыхательных и метаболических нарушений.

Гидрофосфатная буферная система: Н₂PO₄^-/HPO₄^2-

Механизм ее буферного действия рассмотрен в разделе 7.2. Для этого буфера В_к = 1-2 ммоль/л, а В_щ = 0,5 ммоль/л. Его низкая буферная емкость объясняется низкой концентрацией ионов в крови. Однако эта система играет решающую роль в других биологических жидкостях: в моче, соках пищеварительных желез, а также во внутриклеточных жидкостях.

Гемоглобин-оксигемоглобин: ННb/Нb^-

Гемоглобин ННb — это слабая кислота (К_а = 6,37·10^-9), обратимо диссоциирующая в водном растворе:

ННbН⁺ + Нb^-

Механизм буферного действия гемоглобина описывается следующими уравнениями:

Н⁺ + Нb^-ННb

ОН^- + ННbHb^- + H₂O.

В эритроцитах гемоглобин окисляется до оксигемоглобина:

HHb + O₂HHbO₂

Оксигемоглобин так же является слабой кислотой (К_а = 1,17·10^-7), поэтому в состав оксигемоглобинового буфера входят HHbO₂ и анион HbO₂^- .

Механизм буферного действия оксигемоглобина описывается следующими уравнениями:

H⁺ + HbO₂^-HHbO₂

OH^- + HHbO₂HbO₂^- + H₂O.

Буферная система гемоглобин-оксигемоглобин обеспечивает 75% буферной емкости крови.

Белковая буферная система (альбумины, глобулины).

Белки являются амфотерными полиэлектролитами, существующими в виде биполярных ионов:

Механизм буферного действия:

(а) нейтрализация кислот:

(б) нейтрализация оснований:

В_к (альбуминов) = 10 ммоль/л, а В_к (глобулинов) = 3 ммоль/л. Белковые буферы содержатся не только в крови, но практически во всех биологических жидкостях.

Лекция 8 Электрохимия План

8.1. Термодинамика окислительно-восстановительных реакций.

8.2. Устройство и принцип действия гальванических элементов.

8.3. Потенциометрические методы анализа.

Электрохимия — это раздел химической науки, изучающий электрохимические процессы. Электрохимическими называются процессы:

а) протекающие в растворе под воздействием электрического тока (электролиз);

б) протекающие в растворе и приводящие к возникновению электрического тока во внешней цепи (гальванический элемент).

Большинство электрохимических процессов являются окислительно-восстановительными (ОВР).

8.1. Термодинамика окислительно-восстановительных реакций

Окислительно-восстановительные реакции — это реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ.

Степень окисления — это условный заряд атома в молекуле, вычисленный исходя из допущения, что вещество состоит из ионов. Степень окисления принимает любые значения: целые, дробные, положительные, отрицательные:

К₂⁺¹О^‾2 Na₂⁺¹О₂^-1

КО₃ ^-1/3 F₂^‾1O⁺²