Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Буферная функция крови
|
|
Понятие о буферных системах. Кислотно-щелочное равновесие, обеспечивающее постоянство рН жидких сред организма, определяется свойствами буферных систем. Буферные системы способны быть акцепторами и донорами водородных ионов без существенных сдвигов рН среды, т. е. устойчиво сохраняют рН среды в определенных границах, несмотря иа разведение или добавление небольших количеств кислот и щелочей. Известно, что свойствами буферных систем обладают смеси слабых кислот «ли слабых осно& аний с их солью, являющиеся сопряженными кислотно-основными парами.
| [основанне} [кислота] |
| i рН-рЯо + lg- |
| РН РД„ 1 1с ! акцептор " Р0™1" *! и [донор протонов] ' |
| Из уравнения видно, что р К а соответствует значение рН, при котором концентрации, донора н акцептора протонов (нлн кислоты и основания) равны, а ил соотношение равно единице, это соответствует средней точке кривой титрования. Буферная емкость максимальна в этой точке, т. е. при значении рН, равном рКа кислоты буферной системы. В живых организмах есть несколько буферных систем, которые обеспечивают постоянство рН внутри клеток и во внеклеточных жидкостях. В клетках постоянство рН поддерживается за счет фосфатной и белковой буферной систем и в меньшей степени буферной системой, состоящей из органических фосфатов (гексозофосфаты, триозофосфаты, нуклеозидфосфаты). Основным внеклеточным буфером является гидрокарбонатная система, хотя н другие буферные системы тоже принимают участие в поддержании кислотно-щелочного равновесия. Буферные системы крови. Поскольку кровь — ие просто внеклеточная жидкость, а взвесь клеток в жидкой среде, то ее кислотно-щелочное равно- |
Буферные системы препятствуют изменению рН при добавлении избытка конов Н+ или ОН-. Поведение буферных растворов описывается уравнением Гендерсона—Хассельбаха, которое связывает значение рН с константой кислотности (Ко):
весне поддерживается совместным участием буферных систем плазмы и клеток крови, главным образом эритроцитов. Различают следующие буферные системы крови: плазменные (гидрокарбонатная, фосфатная, органических фосфатов и белковая) и эритроцитарная (гемоглобиновая, гидрокарбонатная, фосфатная).
Плазменные буферные системы. Главным буфером плазмы крови является гидрокарбонатная система: Н2С03 — НСОэГгде Н2С03 — донор протонов, а НСОз — сопряженное основание, акцептор протонов. рАГа этой системы равно 6, 3, поэтому она особенно эффективна, если рН крови изменяется в кислую сторону. Физиологическое значение рН крови устанавливается при соотношении между концентрациями НСОа~и Н2С03, равном 20: 1 (см. уравнение Гендерсона—Хзссельбаха) Именно в таком соотношении находятся компоненты гндрокарбонатного буфера.
• Фосфатный буфер тоже участвует в поддержании постоянного рН плазмы кррви^ и внеклеточных жидкостей, но в меньшей степени, чем гидрокарбонатный. Фосфатная буферная система состоит из Н2РО«~" (кислота, донор протонов) и НРО*2 (сопряженное основание, акцептор протонов). р/Саэтой системы 7, 2, следовательно, емкость фосфатного буфера максимальна вблизи этого значения рН. Органические фосфаты также обладают буферными свойствами, но мощность их слабее, чем неорганического фосфатного буфера.
Белковый буфер имеет меньшее значение для поддержания кислотно- щелочного равновесия в'плазме крови, чем другие буферные системы. Белки образуют буферную систему благодаря наличию кислотно-основных групп в молекуле белков: белок-Н+ (кислота, донор протонов) — белок- (сопряженное основание, акцептор протонов). -Рассчитано, что при рН 7, 36 белки плазмы, содержащиеся в I л крови, способны связать 18 ммоль оснований. Белковая буферная система эффективна в области рН 7, 2—7, 4.
Клеточные (эритроцитарные) буферные системы Главной и самой мошной буферной системой является гемоглобиновая, состоящая из неионизированного гемоглобина ННЬ (слабая органическая кисло та, донор протонов) и калиевой соли гемоглобина КНЬ (сопряженное основание, акцептор протонов). Особенно важно, что гемоглобиновый буфер взаимодействует с гидрокарбонатной системой, являющейся. главным щелочным резервом крови. В тканевых капиллярах взаимодействие гемоглобина с угле кислотой приводит к сохранению гндрокарбонатов, т. е. щелочных резервов крови. В легких гемоглобин вытесняет из гидрокарбонатов Н2С03 и понижает щелочные резервы крови.
Все буферные системы препятствуют нарушению кислотно-щелочного равновесия. Оно может нарушиться при накоплении кислых веществ, например кетоновых тел при сахарном диабете. Это состояние называется ацидозом. Если при этом рН крови ие изменяется, то говорят о компенсированном ацидозе; если рН сдвигается, то о некомпенсированном ацидозе. Различают две формы ацидоза: метаболический и газовый. Метаболический ацидоз развивается за счет задержки в организме кислых метаболитов, главным образом органических кислот. Он сопровождается снижением щелочных резервов крови, так как кислоты вытесняют из гидрокарбонатов Н2С03. Газовый ацидоз наблюдается вследствие накопления угольной кислоты в организме. В отличие от метаболического ацидоза при нем происходит увеличение щелочных резервов крови, поскольку Н2С03 является их частью. 420
Накопление щелочных веществ в крови называют алкалозом, который имеет те же формы- метаболическую и газовую. Первая сопровождается увеличением щелочных резервов крови, а вторая, развивающаяся Вследствие избыточного выведения через легкие угольной кислоты (гипервентиляция легких), их понижением.