Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
09.07.2019
Размер:
59.9 Кб
Скачать

Буферные системы организма

Основными буферными системами организма являются гидрокарбонатная, гемоглобиновая, фосфатная и белковая.

Из кишечника и тканей в кровь при обмене веществ постоянно поступают различные кислоты (угольная, молочная, масляная и др.) и в меньшей степени основания (аммиак, креатин). В организме человека в спокойном состоянии ежесуточно образуется количество кислоты, эквивалентное ≈ 2,5 л концентрированной соляной кислоты. Тем не менее, благодаря буферным системам организма, рН крови остаётся постоянным (7,4 ± 0,04).

Гидрокарбонатная буферная система

Гидрокарбонатная система образована оксидом углерода (IV) (кислота) и гидрокарбонат-ионом (основание). Условно всё количество СО2, как физически растворённого, так и гидратированного – Н2СО3, принято рассматривать как угольную кислоту. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха для гидрокарбонатной буферной системы имеет вид:

рН = рКа + lgC[акцептор протона]/[донор протона]

применительно к гидракорбонатной буферной системе носит название уравнения Гендерсона-Гассельбаха и имеет вид:

рН = рКа + lgC(HCO3)/C(H2CO3)

В физиологических условиях величина рКа = 6,1. Выразив концентрацию СО2 через парциальное давление и учитывая коэффициент растворимости газа, получим уравнение:

рН = 6,1 + lgС(НСО3)/0,033p(CO2).

Протекающая в организме обратимая реакция ускоряется к а р б о а н г и д р а з о й: СО2 + Н2О ↔ Н+ + НСО3 .

Угольная кислота при физиологическом значении рН = 7,40 находится преимущественно в виде моноаниона, а отношение концентраций компонентов в гидрокарбонатной буферной системе крови [HCO3]/[CO2] = 20 : 1. Следовательно, гидрокарбонатная система имеет буферную ёмкость по кислоте значительно больше буферной ёмкости по основанию. Это отвечает особенностям метаболизма нашего организма.

При поступлении в кровь кислот идёт процесс:

Н+ + НСО3 ↔ Н2СО3 ↔ СО2↑ + Н2О

Выделяющийся СО2 выводится из организма в процессе дыхания через лёгкие.

При поступлении в кровь оснований, они связываются угольной кислотой, и равновесие смещается в сторону НСО3:

ОН + Н2СО3 ↔ НСО3 + Н2О

Главное назначение гидрокарбонатного буфера заключается в нейтрализации кислот. Он является системой быстрого реагирования, так как продукт его взаимодействия с кислотами – углекислый газ – быстро выводится через лёгкие. Помимо плазмы гидрокарбонатная система содержится в эритроцитах, жидкости, почечной ткани.

Нарушение кислотно-основного равновесия в организме прежде всего компенсируется с помощью гидолкарбонатной буферной системы (за 10 – 15 минут). При этом изменяется отношение [HCO3]/[ Н2СО3]. Затем за счёт лёгочной вентиляции это соотношение восстанавливается до нормы за 10 – 18 часов. Гидрокарбонатный буфер является основной буферной системой плазмы крови, обеспечивающей около 55% от всей буферной ёмкости крови. Помимо плазмы гидрокарбонатная система содержится в эритроцитах, жидкости, почечной ткани.

Фосфатная буферная система

Гидрофосфатная буферная система содержится как в крови, так и в клеточной жидкости других тканей, особенно почек. В клетках она представлениа солями К2НРО4 и КН2РО4, а в плазме крови и в межклеточной жидкости Na2HPO4 и NaH2PO4. Роль донора протона в этой системе играет ион Н2РО4 характеризующийся в физиологических условиях рКа = 6,8, а акцептора протона – ион НРО42‾. Работа этой буферной системы описывается уравнением Гендерсона-Гассельбаха:

рН = 6,8 + lg[НРО42‾ ]/[ Н2РО4 ]

Отношение [HPO4 2- ]/[H2PO4] в плазме крови (при рН = 7,4) равно 4 : 1 . Следовательно, эта система имеет буферную ёмкость по кислоте больше, чем по основанию.

Например, при увеличении концентрации катионов Н+ во внутриклеточной жидкости, например, в результате переработки мясной пищи, происходит их нейтрализация ионами НРО4 2- :

Н + + НРО4 2- ↔ Н2РО4 1-

Образующийся избыточный дигидрофосфат выводится почками, что приводит к снижению величины рН мочи.

При увеличении концентрации оснований в организме, например при употреблении растительной пищи, они нейтрализуются ионами Н2РО4 1-:

ОН + Н2РО4 1- ↔ НРО4 2- + Н2О

Образующийся избыточный гидрофосфат выводится почками, при этом рН мочи повышается.

Выведение тех или иных компонентов фосфатной буферной системы с мочой, в зависимости от перерабатываемой пищи, объясняет широкий интервал значений рН мочи – от 4,8 до 7,5. Фосфатная буферная система крови характеризуется меньшей буферной ёмкостью, чем гидрокарбонатная, из-за малой концентрации компонентов крови. Однако эта система играет решающую роль не только в моче, но и в других биологических средах – в клетке, в соках пищеварительных желез, в моче.

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

Оставленные комментарии видны всем.