Механізми забезпечення сталості рН
Оскільки рН крові є одним із важливих гомеостатичних показників, його підтримка на сталому рівні забезпечується багатьма органами і системами організму.
Першою „ланкою захисту" сталого рН є буферні системи крові. Кожна буферна система складається з двох сполук - слабкої кислоти і спряженої з нею сильної основи. У процесі метаболізму кислих продуктів утворюється більше, ніж лужних, тобто загроза ацидозу в організмі більша. Тому в буферній парі кислота - основа ємність лугів більша і буферні системи більш стійкі до дїї кислот. Так, для зсуву рН у лужний бік до плазми крові потрібно додати у 40 - 70 разів більше NaOH, ніж до води, а для зсуву рН в кислий бік у 300 - 350 разів більша НСL.
У крові існує 4 буферні системи:
1 Гідрокарбонатна.
2 Фосфатна.
3 Гемоглобінова.
4 Білкова.
Гідрокарбонатна буферна система складається з вугільної кислоти - Н2СО3 і гідрокарбонату натрію - NaHCO3 у співвідношенні 1: 20. Принцип її функціонування полягає в такому: при надходженні в кров кислоти (наприклад, молочної, С3Н6Оз), яка є більш сильною, ніж вугільна, лужний резерв забезпечує обмін іонами з утворенням вугільної кислоти, яка дисоціює на вуглекислий газ і воду:
СН 3 – СН–СООН + NaHCO 3 CH 3 – CH – COONa + Н 2 CO 3.
OH ОН CO 2 H 2 O
Молочна кислота
Особливо активно цей процес відбувається в легенях, де СО2 одразу вивільнюється з організму, що, у свою чергу, забезпечує підтримку рН на сталому рівні і запобігає ацидозу.
У випадку вивільнення в кров лужних продуктів кислотний резерв забезпечує обмін іонами з утворенням бікарбонату і води:
R+OH- + H+HCO- 3 - RHCO 3 + H 2 O.
RHCO3 іде на поповнення буфера або вивільнюється через нирки. Зв'язування НСО3¯ призводить до дефіциту СО2 і вивільнення його через легені зменшується.
Таким чином, гідрокарбонатний буфер є найбільш мобільним, досить потужним (ємність 13%), тісно пов'язаний з дихальною системою.
Фосфатна буферна система складається з кислої натрієвої солі фосфорної кислоти (NaH2PO4) і основної (Nа2НРО4) у співвідношенні 1: 4. Вона функціонує за тим самим принципом, що й гідрокарбонатний буфер. У зв'язку з невеликим вмістом у крові фосфатів ємність цієї системи низька (5% загальної ємності).
Гемоглобінобий буфер представлений відновленим гемоглобіном (ННЬ) і калієвою сіллю окисненого гемоглобіну (КНЬО2).
У капілярах тканин у зв'язку з накопиченням кислих метаболітів виникає загроза закиснення крові, і гемоглобін поводить себе як луг:
КНbO2 → O2 + КHb (реакція дезоксигенації).
Гемоглобін, звільнений від кисню, має більшу здатність до приєднання протонів Н+:
KHb + HR¯ → HHb + KR¯;
HHb + CO2 → HHbCO2;
ННbCО2 транспортується в легені;
HHbCO2 → CO2 + HHb.
У легенях внаслідок вивільнення СО2 виникає загроза улужнення крові, і гемоглобін поводить себе як кислота.
HHb: 1) джерело протонів: HHb → H+ +Hb¯;
2) сприяє утворенню Н2СО3, яка також
дисоціює з утворенням протонів:
HHb + KHCO3 KHb + H 2 CO3.
Н+ HCO3¯
Білкова буферна система представлена білками, які в кислому середовищу поводять себе як луги, зв'язуючи кислоти, у лужному, навпаки, реагують як кислоти, зв'язуючи луги. Амфотерність білків визначається амінокислотами, особливо карбоксильними групами і аміногрупами:
COOH - джерело Н +
R
NH2 - зв’язує Н+
Ємність цієї буферної системи становить 7%.
Буферні системи є не тільки в крові, а й у тканинах, де вони зберігають рН на сталому рівні. Основними буферами тканин є білковий і фосфатний буфери.
Слід відзначити, що буферні системи лише викликають зменшення вираженості зсуву рН, але не запобігають повністю його змінам. Тому для ефективної підтримки кислотно-основної рівноваги до них приєднуються інші органи і системи. Для швидкої компенсації рН вмикаються легені за рахунок їх здатності регулювати кількість виділеної вуглекислоти. Компенсаторні реакції нирок у вигляді пригнічення реабсорбції гідрокарбонату, процесів ацидогенезу і амоніогенезу розвиваються поступово через 6-12 годин або навіть днів. У підтримці сталого рН беруть участь й інші органи. Так, потові залози здатні виділяти деякі недоокиснені продукти обміну (молочну кислоту), печінка використовує молочну кислоту крові для біосинтезу глікогену, серце використовує молочну кислоту як окислювальний субстрат.
Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 511 | Нарушение авторских прав
|