Механизмы поддержания кислотно-основного состояния

Механизмы поддержания кислотно-основного состояния

Кислотно-основное состояние - это соотношение концентраций водородных (Н+) и гидроксильных (ОН-) ионов во внутренней среде организма. Кислотность или щелочность раствора зависит от содержания в ней водородных ионов. Показателем этого содержания служит величина рН, которая представляет собой отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации ионов Н+:

pH = - lg[H +]

Это означает, например, что при рН=7 (нейтральная реакция среды) концентрация ионов Н+ равна 10-7 ммоль/л.

Запомните!!!

При увеличении кислотности биологической среды ее pH снижается, а при уменьшении кислотности - увеличивается.

рН - это один из самых «жестких» параметров крови. Его колебания в норме крайне незначительны: от 7,35 до 7,45. Даже незначительные отклонения рН от нормального уровня в сторону уменьшения (ацидоз) или увеличения (алкалоз) приводят к существенным сдвигам окислительно-восстановительных процессов, изменению активности ферментов, проницаемости клеточных мембран и другим нарушениям, чреватым опасными последствиями для жизнедеятельности организма.

Концентрация водородных ионов почти полностью определяется соотношением бикарбоната и углекислоты:

Содержание этих веществ в крови тесно связано с процессом переноса кровью углекислого газа (CO2) от тканей к легким. Как видно на рис. 1.71, физически растворенный CO2 диффундирует из тканей в эритроцит, где под воздействием фермента карбоангидразы происходит гидратация молекулы CO2 с образованием угольной кислоты (Н2СО3), сразу же диссоциирующей на ион бикарбоната (НСО3-) и ион водорода (H+):

Часть накапливающихся в эритроцитах ионов HCO3- согласно концентрационному градиенту выходит в плазму. При этом в обмен на ион HCO3- в эритроцит поступают ионы хлора (Cl-), благодаря чему равновесное распределение электрических зарядов не нарушается. Ионы H+, образующиеся при диссоциации углекислоты, присоединяются к молекуле гемоглобина. Наконец, часть CO2 может связываться путем непосредственного присоединения к аминогруппам белкового компонента гемоглобина с образованием остатка карбаминовой кислоты (NHCOOH). Таким образом, в крови, оттекающей от тканей, около 27% CO2 транспортируется в виде бикарбоната (HCO3-) в эритроцитах, 11% CO2 образуют карбаминовое соединение с гемоглобином (карбогемоглобин), около 12% CO2 остается в физически растворенной форме или в форме недиссоциированной угольной кислоты (H2CO3), а остальное количество CO2 (около 50%) растворено в виде HCO3- в плазме.

Рис. 1.71. Химические реакции, протекающие в эритроцитах при газообмене в тканях (по Р. Шмидту и Г. Ревсу в соавт., 1996, в модификации). Объяснение в тексте

Рис. 1.72. Ионный состав плазмы