Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Справочный материал по Физиологии / Справочный материал / Справочный материал. Глава 24 – Кровь.doc
Скачиваний:
535
Добавлен:
28.12.2013
Размер:
1.09 Mб
Скачать

Кислотно-щелочное равновесие

Концентрация ионов водорода [Н+] в клетках и жидкостях определяет ихкислотно‑щелочноеравновесие(КЩР), или кислотно-основное равновесие. Хотя [Н+] во внеклеточной жидкости относительно мала (4010–9моль/л), [H+] влияет практически на все жизненно важные функции. КЩР оценивают по величине рН — водородному показателю:рНотрицательныйдесятичныйлогарифммолярной[H+]всреде. рН жидких сред организма зависит от содержания в них органических и неорганических кислот и оснований (кислота — вещество, которое в растворе является донором протонов, а основание — вещество, являющееся в растворе акцептором протонов).Сильныекислоты[HCl, H2SO4] исильныеоснования[NaOH, KON, Ca(OH)2] в организме не образуются, а в разбавленных растворах полностью ионизированы.Слабыекислоты[уксусная — CH3COOH, угольная — H2CO3] ислабыеоснования[гидрокарбонат калия — KHCO3, гидрофосфат натрия — NaH2PO4] в растворе ионизированы не полностью.Большинствокислотиоснованийвовнеклеточнойжидкостислабыекислотыиоснования. Концентрацию ионов водорода [H+] —водородныйпоказатель— выражают в логарифмической шкале (единицы pH):

Уравнение24–4

pH = log 1/[H+] = –log [H+]

pH находится в обратной зависимости к [H+], т.е. низкое pH соответствует высокой концентрации H+, а высокое pH — низкой концентрации H+. Нормальное значение pH артериальной крови — 7,4, pH венозной крови и интерстициальной жидкости около 7,35. Падение величины pH ниже этих значений указывает на ацидоз, подъём pH — на алкалоз. Другими словами,ацидоз— избыток H+, уменьшение H+алкалоз. В организме образуются почти в 20 раз больше кислых продуктов, чем основных (щелочных). В связи с этим необходимы системы нейтрализации избытка соединений с кислыми свойствами. К этим системам относятся химические буферные системы.

Химические буферные системы

Принцип действия химических буферных систем заключается в трансформации сильных кислот и сильных оснований в слабые. Химические буферные системы крови представлены бикарбонатным, фосфатным, белковым и гемоглобиновым буферами. Буферные системы начинают действовать сразу же при увеличении или снижении [H+], т.е. являются быстрой системой компенсации сдвигов рН. Например, буферы крови способны устранять умеренные сдвиги КЩР в течение 10–40 с.

Относительная ёмкость буферных систем крови приведена в табл. 24–3.

Таблица 24–3. Относительная ёмкость (%) буферов крови [17]

 

Плазмакрови

Эритроциты

Гидрокарбонатный

35

18

Гемоглобиновый

 

35

Белковый

7

 

Фосфатный

1

4

Общаяёмкость

43

57

Гидрокарбонатнаябуфернаясистема— основной буфер крови и межклеточной жидкости, составляет около половины буферной ёмкости крови и более 90% — плазмы и интерстициальной жидкости. Гидрокарбонатный буфер (смесь угольной кислоты [H2СO3] и гидрокарбоната натрия [NaHCO3] — система открытого типа, она ассоциирована с функцией внешнего дыхания и почек. Система внешнего дыхания поддерживает оптимальный уровень рCO2крови (и как следствие — концентрацию H2CO3), а почки — содержание аниона HCO3. Именно это и обеспечивает функционирование системы HCO3/H2CO3в качестве эффективного и ёмкого буфера внеклеточной среды.

Фосфатнаябуфернаясистемаиграет существенную роль внутри клеток, особенно — канальцев почек, что обусловлено более высокой концентрацией фосфатов в клетках по сравнению с внеклеточной жидкостью. Фосфатный буфер состоит из двух компонентов: щелочного — (Na2HPO4) и кислого — (NaH2PO4). Эпителий канальцев почек содержит компоненты буфера в максимальной концентрации, что обеспечивает его высокую мощность. В крови фосфатный буфер способствует поддержанию («регенерации») гидрокарбонатной буферной системы. При увеличении уровня кислот в плазме крови (содержащей и гидрокарбонатный, и фосфатный буферы) увеличивается концентрация H2CO3и уменьшается содержание NaHCO3:

Уравнение24–5

H2CO3+Na2HPO4NaHCO3+NaH2PO4

В результате избыток угольной кислоты устраняется, а уровень NaHCO3 возрастает.

Белковаябуфернаясистема— главный внутриклеточный буфер, составляющий примерно 3/4 буферной ёмкости внутриклеточной жидкости. Компонентами белкового буфера являются слабодиссоциирующий белок с кислыми свойствами (белок‑COOH) и соли сильного основания (белок‑COONa).

Гемоглобиноваябуфернаясистема— наиболее ёмкий буфер крови (более половины всей её буферной ёмкости) — состоит из кислого компонента — оксигенированного Hb (HbO2) и основного — неоксигенированного (Hb). HbO2примерно в 80 раз сильнее диссоциирует с отдачей в среду H+, чем Hb. Соответственно, HbO2связывает больше катионов (главным образом K+). Основная роль гемоглобиновой буферной системы заключается в её участии в транспорте CO2от тканей к лёгким.