Нарушения кислотно-оснóвного равновесия крови. Ацидоз. Алкалоз

Когда компенсаторные механизмы организма не способны предотвратить сдвиги концентрации водородных ионов, наступает нарушение кислотно-оснóвного равновесия. При этом наблюдаются два противоположных состояния – ацидоз и алкалоз.

При ацидозе концентрация водородных ионов в крови становится выше границ нормы. При этом, естественно, рН уменьшается. Снижение величины рН ниже 6,8 вызывает смерть.

Состояние алкалоза наблюдается при уменьшении концентрации ионов Н⁺ (рН, соответственно, возрастает) по сравнению с нормой. Увеличение значений рН до 8,0 приводит к быстрому летальному исходу.

В зависимости от механизмов развития нарушений кислотно-основного равновесия разделяют дыхательный и метаболический ацидоз или алкалоз.

Дыхательный ацидоз возникает в результате уменьшения минутного объема дыхания (например, при бронхиальной астме, отеке, эмфиземе легких, асфиксии механического порядка и т.д.). Все эти заболевания ведут к гиповентиляции и к повышению парциального давления СО₂ артериальной крови и содержания в плазме НСО₃^– ионов.

Дыхательный алкалоз, наоборот, возникает при вдыхании чистого кислорода, компенсаторной одышке, сопровождающей ряд заболеваний, пребывании в разряженной атмосфере.

При дыхательном алкалозе в крови уменьшается концентрация растворенного СО₂ и гидрокарбонат-ионов (щелочной резерв крови).

Метаболический ацидоз – самая частая и тяжелая форма нарушений кислотно-основного равновесия. Он обусловлен накоплением в тканях и крови органических кислот. Этот вид ацидоза связан с нарушением обмена веществ и возможен при диабете, голодании, лихорадке, заболеваниях желудочно-кишечного тракта и т.д.

Метаболический алкалоз развивается при потере в результате неукротимой рвоты большого количества кислотных эквивалентов) и всасывании в кровь большого числа основных эквивалентов кишечного сока, а также при накоплении в тканях основных продуктов обмена веществ.

Химическая кинетика и катализ Кинетика химических реакций

Учение о химических процессах состоит из двух частей: 1) химической термодинамики; 2) химической кинетики.

Как уже было показано ранее, химическая термодинамика изучает превращения различных видов энергии при осуществлении химических реакций. Она позволяет количественно определить тепловой эффект химической реакции, возможность самопроизвольного её протекания в том или ином направлении и условия, при которых участвующие в реакции вещества будут находиться в состоянии равновесия. Причём изучение происходящих процессов с позиции термодинамики не требует знаний о их механизме, строении молекул исходных веществ и продуктов реакции.

Ограниченность химической термодинамики заключается в том, что полученных с её помощью результатов часто бывает недостаточно, чтобы осуществить принципиально возможный процесс на практике.

Например, с точки зрения термодинамики, все органические вещества должны были бы уже при обычных условиях достаточно быстро окисляться молекулярным кислородом воздуха до углекислого газа и воды, т.к. этот процесс сопровождается значительным уменьшением энергии Гиббса (Δ G<<0). В связи с этим, существование всего живого на Земле было бы невозможно. Но в действительности данная реакция протекает исключительно медленно.

Ответы на вопросы, почему так происходит, и что нужно сделать, чтобы этот и другие процессы осуществить с необходимой скоростью, даёт химическая кинетика.

Химическая кинетика (от греческ. kinētikόs – движущий) – раздел физической химии, изучающий скорость протекания химической реакции во времени, факторы, влияющие на её величину, условия проведения реакции и её возможный механизм с учётом строения молекул участвующих в ней веществ.

Практическое значение её огромно. Так, зная законы кинетики и механизм реакции, можно управлять химическим процессом, сообщая ему необходимую скорость и направление. От этого, в свою очередь, зависит выход конечных продуктов и их себестоимость, производительность аппаратуры в химической промышленности.

От скорости реакции зависит очередность протекания тех или иных биохимических процессов в живых организмах, эффективность действия на них различных лекарственных препаратов, сроки и условия хранения последних до начала их применения.

Следует подчеркнуть, что управление химическим процессом с целью его интенсификации или, наоборот, ингибирования (замедления) является главной задачей химической кинетики

Химическая кинетика состоит из двух разделов: 1) формальной кинетики, дающей математическое описание скорости химической реакции в зависимости от внешних условий (температуры, давления, концентрации исходных веществ), но без учёта механизма самой реакции; 2) молекулярной кинетики, изучающей механизмы протекающих реакций.