Концепцията за киселинно-алкалната хомеостаза, нейните основни параметри. Ролята на стабилизирането на pH на вътрешната среда за тялото. Функционална система за поддържане на постоянството на параметрите на киселинно-алкалната хомеостаза. Значението на поддържането на постоянно pH в живота. Ролята на външното дишане, бъбреците и кръвните буферни системи за стабилизиране на pH.
Концепцията за pH, ролята на постоянството на pH на вътрешната среда за осъществяването на вътреклетъчния метаболизъм.
киселина- алкална хомеостаза
Киселинно-базов балансе един от най-важните физикохимични параметри на вътрешната среда на тялото. Съотношението на водородните и хидроксилните йони във вътрешната среда на тялото до голяма степен определя активността на ензимите, посоката и интензивността на окислително-възстановителните реакции, процесите на разграждане и синтез на протеини, гликолиза и окисление на въглехидрати и мазнини, функциите на брой органи, чувствителността на рецепторите към медиаторите, пропускливостта на мембраните и др. Активността на реакцията на околната среда определя способността на хемоглобина да свързва кислорода и да го освобождава в тъканите. При промяна на реакцията на околната среда се променят физикохимичните характеристики на клетъчните колоиди и междуклетъчните структури - степента на тяхната дисперсност, хидрофилност, адсорбционна способност и други важни свойства.
Съотношението на активните маси на водородните и хидроксилните йони в биологичните среди зависи от съдържанието на киселини (донори на протони) и буферни основи (акцептори на протони) в телесните течности. Обичайно е да се оценява активната реакция на околната среда чрез един от йоните (Н +) или (ОН -), по-често чрез йона Н +. Съдържанието на H+ в организма се определя, от една страна, от прякото или индиректното им образуване чрез въглероден диоксид по време на метаболизма на протеини, мазнини и въглехидрати, а от друга страна, от тяхното навлизане в тялото или извеждане от него през под формата на нелетливи киселини или въглероден диоксид. Дори сравнително малки промени в CH + неизбежно водят до нарушаване на физиологичните процеси и с изместване извън определени граници до смърт на организма. В тази връзка стойността на pH, която характеризира състоянието на киселинно-алкалния баланс, е един от най-„твърдите“ кръвни параметри и варира в тесен диапазон при хората - от 7,32 до 7,45. Изместване на рН с 0,1 над посочените граници предизвиква изразени смущения в дихателната, сърдечно-съдовата система и др.; намаляването на pH с 0,3 причинява ацидотична кома, а промяната на pH с 0,4 често е несъвместима с живота.
Обмяната на киселини и основи в организма е тясно свързана с обмяната на вода и електролити. Всички тези видове обмен са обединени от законите на електронеутралността, изомоларността и хоместатичните физиологични механизми. За плазмата законът за електрическата неутралност може да се илюстрира с данните в табл. 20.
Общото количество на плазмените катиони е 155 mmol/l, от които 142 mmol/l е натрий. Общото количество на аниони също е 155 mmol/l, от които 103 mmol/l е слабата основа C1 - и 27 mmol/l е делът на HCO - 3 (силна основа). G. Ruth (1978) смята, че HCO-3 и протеиновите аниони (приблизително 42 mmol/l) представляват основните буферни основи на плазмата. Поради факта, че концентрацията на водородни йони в плазмата е само 40·10 -6 mmol/l, кръвта е добре буфериран разтвор и има леко алкална реакция. Протеиновите аниони, особено HCO-3 йонът, са тясно свързани, от една страна, с обмена на електролити, а от друга, с киселинно-алкалния баланс, поради което правилното тълкуване на промените в тяхната концентрация е важно за разбирането процесите, протичащи при обмяната на електролити, вода и Н + .
Блок под наем
Всички буферни системи на тялото участват в поддържането на киселинно-алкалната хомеостаза (баланса на оптималните концентрации на киселинни и основни компоненти на физиологичните системи). Техните действия са взаимосвързани и са в състояние на баланс. Хидрокарбонатният буфер е най-свързан с всички буферни системи. Смущенията във всяка буферна система засягат концентрациите на нейните компоненти, така че промените в параметрите на хидрокарбонатната буферна система могат доста точно да характеризират CBS на тялото.
CBS на кръвта обикновено се характеризира със следните метаболитни параметри:
Плазмено pH 7,4±0,05;
[HCO3-]=(24.4±3) mol/l - алкален резерв;
рСО2=40 mm Hg - парциално налягане на CO2 над кръвта.
От уравнението на Хендерсън-Хаселбах за бикарбонатен буфер е очевидно, че когато концентрацията или парциалното налягане на CO2 се промени, CBS на кръвта се променя.
Поддържането на оптимална стойност на реакцията на околната среда в различни части на тялото се постига чрез координираната работа на буферните системи и отделителните органи. Нарича се изместване на реакцията на средата към киселинната страна ацидоза, и основно – алкалоза. Критичните стойности за запазване на живота са: преминаване към киселинната страна до 6,8, а към основната страна – 8,0. Ацидозата и алкалозата могат да бъдат респираторни или метаболитни по произход.
Метаболитна ацидозасе развива поради:
а) повишено производство на метаболитни киселини;
б) в резултат на загуба на бикарбонати.
Повишеното производство на метаболитни киселини възниква при: 1) захарен диабет тип I, продължително, пълно гладуване или рязко намаляване на дела на въглехидратите в диетата;
2) лактатна ацидоза (шок, хипоксия, захарен диабет тип II, сърдечна недостатъчност, инфекции, алкохолно отравяне).
Възможна е повишена загуба на бикарбонати с урината (бъбречна ацидоза) или с някои храносмилателни сокове (панкреатичен, чревен).
Респираторна ацидозаразвива се с хиповентилацияповдигане на белите дробове, което независимо от причината, която го е причинила, води до повишаване на парциалното налягане на CO2 до повече от 40 mm Hg. Изкуство. (хиперкапния). Това се случва при заболявания на дихателната система, хиповентилация на белите дробове, депресия на дихателния център с определени лекарства, например барбитурати.
Метаболитна алкалозанаблюдавани със значителни загубистомашен сок поради многократно повръщане, както и в резултат на загуба на протони в урината по време на хипокалиемия, запек (когато алкални продукти се натрупват в червата; в крайна сметка източникът на бикарбонатни аниони е панкреасът, чиито канали отварят в дванадесетопръстника), както и при продължително хранене с алкални храни и минерална вода, чиито соли претърпяват хидролиза при аниона.
Респираторен (дихателен) алкалозасе развива в резултат на хиперскоростУвеличаване на белите дробове, водещо до прекомерно отстраняване на CO2 от тялото и намаляване на неговото парциално налягане в кръвта до по-малко от 40 mm. rt. Изкуство. (хипокапния). Това се случва при вдишване на разреден въздух, хипервентилация на белите дробове, развитие на термичен задух, прекомерно възбуждане на дихателния център поради увреждане на мозъка.
За ацидоза като спешна мяркаизползвайте интравенозна инфузия на 4–8% натриев бикарбонат, 3,66% разтвор на трисамин H2NC(CH2OH)3 или 11% натриев лактат. Последният, въпреки че неутрализира киселините, не отделя CO2, което повишава неговата ефективност.
Алкалозите са по-трудни за коригиране, особено метаболитните (свързани с нарушаване на храносмилателната и отделителната система). Понякога се използва 5% разтвор на аскорбинова киселина, неутрализиран с натриев бикарбонат до рН 6-7.
Алкален резерв- това е количеството бикарбонат (NaHC03) (по-точно обемът CO2, който може да се свърже от кръвната плазма). Тази стойност може само условно да се разглежда като индикатор за киселинно-базовия баланс, тъй като въпреки повишеното или намалено съдържание на бикарбонат, при наличие на подходящи промени в H2CO3, pH може да остане напълно нормално.
Тъй като компенсаторни възможности чрез дишане, първоначално използвани от тялото, са ограничени, решаващата роля за поддържане на постоянството преминава към бъбреците. Една от основните задачи на бъбреците е да отстраняват Н+ йони от тялото в случаите, когато по някаква причина в плазмата настъпи изместване към ацидоза. ацидозане може да се коригира, освен ако не се отстрани подходящото количество Н йони. Бъбреците използват 3 механизма:
1. Обмен на водородни йонив натриеви йони, които, комбинирайки се с HCO3 аниони, образувани в тубулните клетки, се реабсорбират напълно под формата на NaHCO,
Предпоставката за освобождаване на Н-йони по този механизъм е реакцията, активирана от карбоанхидразата CO2 + H20 = H2CO3, и H2CO3 се разлага на H и HCO3 йони. В тази размяна водородни йони към йонинатрий, настъпва реабсорбция на целия натриев бикарбонат, филтриран в гломерулите.
2. Екскреция на водородни йони в уринатаи реабсорбцията на натриевите йони също се осъществява чрез превръщане на алкалната сол на натриевия фосфат (Na2HP04) в киселата сол на натриевия дифосфат (NaHaPO4) в дисталните тубули.
3. Образуване на амониеви соли:амоняк, образуван в дисталните части на бъбречните тубули от глутамин и други аминокиселини, насърчава освобождаването на Н-йони и реабсорбцията на натриеви йони; NH4Cl се образува поради комбинацията на амоняк с HCl. Интензивността на образуване на амоняк, необходима за неутрализиране на силния HCl, е толкова по-голяма, колкото по-висока е киселинността на урината.
Таблица 3
Основни параметри на CBS
(средна стойност в артериалната кръв)
40 мм. rt. Изкуство.
(парциално налягане на CO2 в кръвната плазма)
Този компонент директно отразява респираторния компонент в регулацията на CBS (CAR).
(хиперкапния) се наблюдава при хиповентилация, която е характерна за респираторната ацидоза.
↓ (хипокапния) се наблюдава при хипервентилация, която е характерна за респираторната алкалоза. Промените в pCO2 обаче могат да бъдат и следствие от компенсация от метаболитни нарушения на CBS. За да се разграничат тези ситуации една от друга, е необходимо да се вземат предвид pH и [HCO3-]
95 мм. rt. Изкуство. (парциално налягане в кръвната плазма)
SB или SB
SB – стандартен плазмен бикарбонат, т.е. [НСО3-] ↓ - с метаболитна ацидоза или с компенсация на респираторна алкалоза.
За метаболитна алкалоза или компенсация на респираторна ацидоза.
Допълнителни индекси
BO или BB
(базови буфери)
Буферни основи. Това е сумата от всички аниони на цяла кръв, принадлежащи към буферни системи.
ПРЕДИ или BD
(базов дефицит)
Основен дефицит. Това е разликата между практическата и правилната стойност на BO при метаболитна ацидоза. Дефинира се като броя основи, които трябва да се добавят към кръвта, за да се доведе нейното рН до нормално (при pCO2 = 40 mmHg до = 38°C)
IO или BE
(базов излишък)
Основен излишък. Това е разликата между действителните и очакваните стойности на BO при метаболитна алкалоза.
Обикновено, относително казано, няма нито дефицит, нито излишък на бази (нито DO, нито IO). Фактически това се изразява в това, че разликата между очакваното и действителното BO е при нормални условия в рамките на ±2,3 meq/l. Отклонението на този показател от нормалните граници е характерно за метаболитни нарушения на CBS. Необичайно високите стойности са характерни за метаболитна алкалоза. Ненормално ниско – за метаболитна ацидоза.
Лабораторна и практическа работа
Опит 1. Сравнение на буферния капацитет на кръвен серум и фосфат BS
Измерете мл
N колба
Кръвен серум (разреждане 1:10)
Фосфат BS (разреден 1:10), pH = 7,4
Фенолфталеин (индикатор)
11. Агапов Ю.Я. Киселинно-базов баланс. – М., 1968. – 184 с.
2. Войнов В.А. Атлас по патофизиология. – М., 2004. – 218 с.
3. Гусев Г.П. Ролята на бъбреците в регулирането на киселинно-алкалния баланс // Физиология на бъбреците: Ръководство по физиология. – Л., 1972. – С. 142–168.
4. Жалко-Титаренко В.Ф. Водно-електролитен метаболизъм и киселинно-алкално състояние в нормални и патологични състояния. – Киев, 1989.
5. Костюченко С.С. Киселинно-базов баланс в интензивно лечение. – Минск, 2009. – 268 с.
6. Лосев Н.И., Войнов В.А. Физико-химична хомеостаза на тялото // Хомеостаза / Изд. П.Д. Хоризонтова. – М., 1981. – С. 186–240.
7. Малишев В.Д. Киселинно-алкален статус и водно-електролитен баланс в интензивно лечение: Урок. – М.: OJSC „Издателство „Медицина“, 2005. – 228 с.
8. Рут Г. Киселинно-базов статус и електролитен баланс. – М., 1978. 118 с.
9. Тавс Г. Кръвни газове и киселинно-алкален баланс // Човешка физиология. T.3 / Изд. Р. Шмид и Г. Тавс. – М., 1986. – С. 241–268.
10. Heitz U., Horn M. Водно-електролитен и киселинно-алкален баланс: кратко ръководство. – М.: БИНОМ. Лаборатория Знание, 2009. – 359 с.
11. Хруска К. Патофизиология на киселинно-алкалния метаболизъм // Бъбреци и хомеостаза в здравето и патологията. – М., 1987. – С. 170–216.
Киселинно-алкалното състояние (АБС) на организма е един от най-важните и най-стриктно стабилизирани параметри на хомеостазата. Съотношението на водородните и хидроксилните йони във вътрешната среда на тялото определя активността на ензимите, хормоните, интензивността и посоката на окислително-възстановителните реакции, метаболитните процеси на протеини, въглехидрати и мазнини, функциите на различни органи и системи, постоянството на водно-електролитния метаболизъм, пропускливостта и възбудимостта на биологичните мембрани и др. Активността на реакцията на околната среда влияе върху способността на хемоглобина да свързва кислорода и да го освобождава в тъканите.
Активната реакция на околната среда обикновено се оценява от съдържанието на водородни йони в течности.
Стойността на pH е един от най-строгите параметри на кръвта и обикновено варира в много тесни граници при хората - pH на артериалната кръв е 7,35-7,45; венозен - 7,32-7,42. По-значителните промени в pH на кръвта са свързани с патологични метаболитни нарушения. В други телесни течности и в клетките pH може да се различава от pH на кръвта.
Изместванията на рН на кръвта извън посочените граници водят до значителни промени в редокс процесите, промени в ензимната активност, пропускливостта на биологичните мембрани и причиняват нарушения във функцията на сърдечно-съдовата, дихателната и други системи; промяна от 0,3 може да причини коматозни състояния, а промяна от 0,4 често е несъвместима с живота.
Киселинно-алкалното състояние се поддържа от мощни хомеостатични механизми. Те се основават на особеностите на физикохимичните свойства на кръвните буферни системи и физиологичните процеси, в които участват системите за външно дишане, бъбреците, черния дроб, стомашно-чревния тракт и др.
Химическите буферни системи формират първата линия на защита срещу промените в pH на телесните течности и действат, за да ги предотвратят бързо.
Буферната система е смес, която има способността да предотвратява промените в рН на средата, когато към нея се добавят киселини или основи. Буферни системине отстраняват H+ от тялото, а го „свързват” с техния алкален компонент до окончателното възстановяване на CBS. Смеси, които се състоят от слаба киселина и нейната сол, съдържаща силна основа, или слаба основа и сол на силна киселина, имат буферни свойства.
Най-вместимите кръвни буферни системи са бикарбонат, фосфат, протеин и хемоглобин. Първите три системи играят особено важна роля в кръвната плазма, а хемоглобиновият буфер, най-мощният, действа в еритроцитите.
Бикарбонатният буфер е най-важната извънклетъчна буферна система и се състои от слаба въглена киселина H2CO3 и нейната анионна сол, силна основа. Въглеродната киселина се образува в резултат на взаимодействието на въглероден диоксид и вода: CO2 + H2O ↔ H2CO3. Въглеродната киселина от своя страна се разпада на водород и бикарбонат: H2CO3 ↔ H+ + HCO3-.
При нормални условия (при рН на кръвта около 7,4) в плазмата има 20 пъти повече бикарбонат, отколкото въглероден диоксид.
Капацитетът на бикарбонатната система възлиза на 53% от общия буферен капацитет на кръвта. В същото време плазменият бикарбонат представлява 35%, а еритроцитният бикарбонат 18% от буферния капацитет.
Когато в плазмата се образува излишък от киселинно-реагиращи продукти, водородните йони се комбинират с бикарбонатни аниони (). Излишният въглероден диоксид, образуван в плазмата, навлиза в червените кръвни клетки и там с помощта на карбоанхидразата се разлага на въглероден диоксид и вода. Въглеродният диоксид се освобождава в плазмата, стимулира дихателния център и излишният CO2 се отстранява от тялото през белите дробове. Това бързо превръщане на всяка киселина от бикарбонат във въглена киселина, която лесно се отстранява от белите дробове, прави бикарбонатния буфер най-лабилната буферна система.
Бикарбонатният буфер може също да неутрализира излишните основи. В този случай йоните OHˉ ще бъдат свързани с въглероден диоксид и вместо най-силната основа OHˉ се образува по-слаба основа, чийто излишък се екскретира от бъбреците под формата на бикарбонатни соли.
Докато количеството на въглената киселина и натриевия бикарбонат се променя пропорционално и съотношението между тях остава 1:20, pH на кръвта остава в нормални граници.
Фосфатният буфер е представен от соли на моно- и дизаместени фосфати. Фосфатната буферна система осигурява 5% от буферния капацитет на кръвта и е основната буферна система на клетките.
Една монозаместена сол има кисели свойства, тъй като при дисоциация дава йон, който след това е способен да освободи водороден йон: NaH2PO4 ⇒ Na+ + ; ⇒Н+ + . Двузаместеният фосфат има свойствата на основа, тъй като се дисоциира, за да образува йон, който може да свърже водороден йон: + H+ ⇒.
При нормално рН в плазмата, съотношението на фосфатните соли NaH2PO4: Na2HPO4 = 1:4. Този буфер е важен за бъбречната регулация на CBS, както и за регулацията на отговора на определени тъкани. В кръвта ефектът му се свежда главно до поддържане на постоянството и възпроизводството на бикарбонатния буфер.
Протеиновата буферна система е доста мощен буфер, който може да прояви свойствата си поради амфотерния характер на протеините. Протеинова буферна система осигурява 7% от буферния капацитет на кръвта. Протеините на кръвната плазма съдържат достатъчно количество киселинни и основни радикали, така че тази буферна система действа в зависимост от средата, в която протеините се дисоциират.
Хемоглобиновият буфер е най-обемната буферна система. Той представлява до 75% от общия буферен капацитет на кръвта. Свойствата на буферна система се придават на хемоглобина главно от способността му да съществува постоянно под формата на две форми - редуциран (редуциран) хемоглобин HHb и окислен (оксихемоглобин) HbO2.
Хемоглобиновият буфер, за разлика от бикарбонатния буфер, е в състояние да неутрализира както нелетливите, така и летливите киселини. Окисленият хемоглобин се държи като киселина, повишавайки концентрацията на водородни йони, а редуцираният (дезоксигениран) се държи като основа, неутрализирайки Н+.
Хемоглобинът е класически пример за протеинов буфер и неговата ефективност е доста висока. Хемоглобинът е шест пъти по-ефективен като буфер от плазмените протеини.
Преходът на окислената форма на хемоглобина към редуцирана форма предотвратява изместването на рН към киселата страна по време на контакт на кръвта с тъканите, а образуването на оксихемоглобин в белодробните капиляри предотвратява изместването на рН към алкалната страна поради освобождаването на CO2 и хлорните йони от еритроцитите и образуването на бикарбонат в тях.
Системата амоняк/амониев йон (NH3/NH4+) – действа предимно в урината.
В допълнение към буферните системи при поддържане на постоянно pH Активно участиеприемат физиологични системи, сред които основните са белите дробове, бъбреците, черния дроб и стомашно-чревния тракт.
Дихателната система играе важна роля в поддържането на киселинно-алкалния баланс на тялото, но са необходими 1-3 минути, за да се изравни промяната в pH на кръвта. Ролята на белите дробове се свежда до поддържане на нормални концентрации на въглероден диоксид, а основният показател за функционалното състояние на белите дробове е частично напрежениевъглероден диоксид в кръвта. Белодробните механизми осигуряват временна компенсация, тъй като това измества кривата на дисоциация на оксихемоглобина наляво и намалява кислородния капацитет на артериалната кръв.
При постоянен газообмен белите дробове отстраняват около 850 g въглероден диоксид на ден. Ако напрежението на въглеродния диоксид в кръвта се повиши над нормалното с 10 mmHg. Чл., Вентилацията се увеличава 4 пъти.
Ролята на бъбреците в регулирането на активната реакция на кръвта е не по-малко важна от дейността на дихателната система. Бъбречният компенсаторен механизъм е по-бавен от респираторния. Пълната бъбречна компенсация се развива само няколко дни след промяната на pH.
Отделяне на киселини по време на нормално смесено хранене в здрав човекнадвишава освобождаването на основи, така че урината има кисела реакция (рН 5,3-6,5) и концентрацията на водородни йони в нея е приблизително 800 пъти по-висока, отколкото в кръвта. Бъбреците произвеждат и отделят в урината количество водородни йони, еквивалентно на количеството, което непрекъснато влиза в плазмата от клетките на тялото, като същевременно заместват водородните йони, секретирани от тубулния епител, с натриеви йони в първичната урина. Този механизъм се осъществява чрез няколко химични процеса.
Първият от тях е процесът на реабсорбция на натрий по време на превръщането на двуосновните фосфати в монозаместени. Когато фосфатният буфер е изчерпан (рН на урината под 4,5), натрият и бикарбонатът се реабсорбират чрез амонягенеза.
Вторият процес, който осигурява задържането на натрий в тялото и отстраняването на излишните водородни йони, е превръщането на бикарбонатите във въглена киселина в лумена на тубулите.
Третият процес, който допринася за задържането на натрий в тялото, е синтезът на амоняк в дисталните бъбречни тубули (амониогенеза) и използването му за неутрализиране и отделяне на киселинни еквиваленти в урината.
Полученият свободен амоняк лесно прониква в лумена на тубулите, където, комбинирайки се с водороден йон, се превръща в слабо дифузионен амониев катион, който не може да се върне в клетката на стената на тубула.
Като цяло концентрацията на водородни йони в урината може да надвишава концентрацията на водородни йони в кръвта няколкостотин пъти.
Това показва огромната способност на бъбреците да отстраняват водородните йони от тялото.
Бъбречните механизми за регулиране на дихателните пътища не могат да регулират pH в рамките на няколко минути, както дихателния механизъм, но те функционират няколко дни, докато pH се върне към нормалните нива.
Регулиране на CBS с участието на черния дроб. Черният дроб окислява недостатъчно окислените вещества в кръвта, която тече от червата до крайни продукти; синтезира урея от азотни отпадъци, по-специално от амоняк и амониев хлорид, идващи от стомашно-чревния тракт в кръвта на порталната вена; Черният дроб има отделителна функция и следователно, когато в тялото се натрупат излишни количества киселинни или алкални метаболитни продукти, те могат да се екскретират с жлъчката в стомашно-чревния тракт. При излишък на киселини в черния дроб, тяхната неутрализация се увеличава и в същото време се инхибира образуването на урея. Неизползваният амоняк неутрализира киселините и увеличава отделянето на амониеви соли в урината. С увеличаване на количеството на алкалните валенции, образуването на урина се увеличава и амоняогенезата намалява, което е придружено от намаляване на екскрецията на амониеви соли в урината.
Концентрацията на водородни йони в кръвта също зависи от дейността на стомаха и червата. Клетките на стомашната лигавица секретират солна киселинав много висока концентрация. В този случай хлорните йони се освобождават от кръвта в стомашната кухина в комбинация с водородни йони, образувани в стомашния епител с участието на карбоанхидраза. Вместо хлориди, бикарбонатът навлиза в плазмата по време на стомашната секреция.
Панкреасът участва активно в регулирането на pH на кръвта, тъй като генерира голям бройбикарбонат. Образуването на бикарбонат се инхибира от излишък на киселини и се засилва от техния дефицит.
Кожата може, при условия на излишък от нелетливи киселини и основи, да освободи последните чрез потта. Това е от особено значение при увредена бъбречна функция.
Костен. Това е най-бавно реагиращата система. Механизмът на участието му в регулацията на рН на кръвта е способността да обменя Ca2+ и Na+ йони с кръвната плазма срещу Н+ протони. Настъпва разтваряне на хидроксиапатитните калциеви соли на костния матрикс, освобождаване на Ca2+ йони и свързване на HPO42- йони с H+ до образуване на дихидроген фосфат, който се екскретира в урината. Успоредно с това, с намаляване на рН (подкисляване), Н + йони навлизат в остеоцитите и калиеви йони изтичат.
Оценка на киселинно-алкалното състояние на тялото
При изследване на киселинно-алкалния баланс най-висока стойностима кръвен тест. Показателите в капилярната кръв са близки до тези в артериалната кръв. Понастоящем индикаторите на CBS се определят с помощта на микрометода за равновесие на Astrup. Тази техника позволява, в допълнение към истинското рН на кръвта, да се получи индикатор за напрежението на CO2 в плазмата (pCO2), истински кръвен бикарбонат (AB), стандартен бикарбонат (SB), сумата от всички кръвни основи (BB) и индикатор на основен дефицит или излишък (BE).
Библиографска връзка
Морисън В.В., Чеснокова Н.П., Бизенкова М.Н. КИСЕЛИННО-ОСНОВНО СЪСТОЯНИЕ. РЕГУЛИРАНЕ НА КИСЕЛИННО-БАЗОВАТА ХОМЕОСТАЗА (ЛЕКЦИЯ 1) // Международно списание за приложни и фундаментални изследвания. – 2015. – № 3-2. – С. 270-273;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6529 (дата на достъп: 15.06.2019 г.). Предлагаме на вашето внимание списания, издадени от издателство "Академия за естествени науки"
Киселинно-основно състояние (ABS)- относително постоянство на реакцията на вътрешната среда на тялото, количествено характеризирана с концентрацията на Н +.
Концентрацията на Н+ се изразява чрез стойността на рН. Концентрацията на H + и съответно стойността на рН зависят от съотношението на киселини и основи в тялото.
Киселини на Бронстед -молекули или йони, способни да даряват Н+.
Фондации Брьонстед -съединения, способни да приемат Н +.
Най-често срещаната киселина в тялото е въглеродната киселина, около 20 мола се образуват на ден. Тялото произвежда и други неорганични (солна, сярна, фосфорна) и органични (амино-, кето-, хидрокси-, нуклеинова, мастна) киселини в количество от 80 mmol/ден.
най-силният от тях е амонякът. Основни свойства имат и аминокиселините аргинин и лизин, биогенните амини, например катехоламини, хистамин, серотонин и др.
Биологично значениеРегулиране на pH, последствия от нарушения
H + са положително заредени частици, те се присъединяват към отрицателно заредени групи от молекули и аниони, в резултат на което променят своя състав и свойства. По този начин количеството Н + в течността определя структурата и свойствата на всички основни групи органични съединения– протеини, нуклеинова киселина, въглехидрати и липиди (амфифилни). Най-важният ефект от концентрацията на Н+ е върху ензимната активност. Всеки ензим има свой собствен оптимален рН, при който ензимът има максимална активност. Например ензимите на гликолизата, TCA цикъла, PFS са активни в неутрална среда, а лизозомните ензими и стомашните ензими са активни в кисела среда (pH = 2). В резултат на това промените в pH предизвикват промени в активността на отделните ензими и водят до метаболитни нарушения като цяло.
Основни принципи на регулиране на ПСОВ
Регулирането на CBS се основава на 3 основни принципа:
1. постоянство на pH . Регулаторните механизми на CBS поддържат постоянно pH.
2. изомоларност . При регулиране на CBS концентрацията на частици в междуклетъчната и извънклетъчната течност не се променя.
3. електрическа неутралност . При регулиране на CBS броят на положителните и отрицателни частицине се променя в междуклетъчната и извънклетъчната течност.
МЕХАНИЗМИ ЗА РЕГУЛИРАНЕ НА СПАТ
- Физико-химичен механизъм , това са буферни системи от кръв и тъкани;
- Физиологичен механизъм , това са органи: бели дробове, бъбреци, костна тъкан, черен дроб, кожа, стомашно-чревен тракт.
- Метаболитен (на клетъчно ниво).
Нарушения на ПСОВ - класификация по механизми? Биохимични пътища на компенсация.
НАРУШЕНИЯ НА ДИШАНЕТО
Компенсация за CBS- адаптивна реакция от страна на тялото, която не е виновна за нарушаване на CBS.
Корекция на CBS– адаптивна реакция от страна на органа, който е причинил нарушение на CBS.
Има два основни типа нарушения на CBS - ацидоза и алкалоза.
ацидоза– абсолютен или относителен излишък на киселини или дефицит на основи.
Алкалоза– абсолютен или относителен излишък на основи или дефицит на киселини.
Ацидозата или алкалозата не винаги е придружена от забележима промяна в концентрацията на Н +, тъй като буферните системи поддържат постоянно рН. Такива ацидози и алкалози се наричат компенсиран (PH им е нормално). AN ↔ A - + N + , N + + B - ↔ BH
Ако по време на ацидоза или алкалоза буферният капацитет се изразходва, стойността на pH се променя и се наблюдава следното: ацидемия – намаляване на стойността на рН под нормалното, или алкалиемия - повишаване на стойността на pH над нормалното. Такива ацидози и алкалози се наричат декомпенсиран .
Киселинно-основно състояние- един от най-важните физични и химични параметри на вътрешната среда на тялото. В тялото на здрав човек киселините се образуват постоянно ежедневно по време на метаболитния процес - около 20 000 mmol въглена киселина (H 2 C0 3) и 80 mmol силни киселини, но концентрацията на H + варира в сравнително тесен диапазон. Нормално рН на извънклетъчната течност е 7,35-7,45 (45-35 nmol/l), а на извънклетъчната течност е средно 6,9. В същото време трябва да се отбележи, че H + вътре в клетката е хетерогенен: той е различен в органелите на една и съща клетка.
H+ са толкова способни, че дори краткосрочна промяна в тяхната концентрация в клетката може значително да повлияе на активността на ензимните системи и физиологичните
процеси. Въпреки това, обикновено буферните системи се активират моментално, предпазвайки клетката от неблагоприятни колебания на рН. Буферната система може да се свърже или, обратно, незабавно да освободи H +
в отговор на промени в киселинността на вътреклетъчната течност.
Буферните системи също действат на нивото на организма като цяло, но в
В крайна сметка регулирането на pH на тялото се определя от функционирането на белите дробове и бъбреците.
И така, какво е това киселинно-алкално състояние (синоними: киселинно-алкален баланс, киселинно-алкално състояние, киселинно-алкален баланс, киселинно-алкална хомеостаза). Това е относително постоянство pH стойност(pH) на вътрешната среда на тялото, причинено от комбинираното действие на буфера и някои физиологични системи на тялото (Енциклопедичен речник на медицинските термини, том 2, стр. 32).
Киселинно-алкалният баланс е относителната постоянство на водородния индекс (pH) на вътрешната среда на тялото, дължащо се на комбинираното действие на буфера и някои физиологични системи, което определя полезността на метаболитните трансформации в клетките на тялото (BME , том 10, стр. 336).
Съотношението на водородните и хидроксилните йони във вътрешната среда на тялото зависи от:
1) ензимна активност и интензивност на редокс реакциите;
2) процеси на хидролиза и протеинов синтез, гликолиза и окисление на въглехидрати и мазнини;
3) чувствителност на рецепторите към медиатори;
4) пропускливост на мембраната;
5) способността на хемоглобина да свързва кислорода и да го освобождава в тъканите;
6) физикохимични характеристики на колоидите и междуклетъчните структури: степента на тяхната дисперсност, хидрофилност, адсорбционна способност;
7) функции на различни органи и системи.
Съотношението на Н + и ОН" в биологичната среда зависи от съдържанието на киселини (донори на протони) и буферни основи (акцептори на протони) в телесните течности. Активната реакция на средата се оценява от един от йоните (Н + или ОН -), най-често чрез Н +.Съдържанието на Н+ в организма зависи от образуването им при метаболизма на белтъчините, мазнините и въглехидратите, както и от навлизането им в организма или извеждането им от него под формата на нелетливи киселини или въглероден двуокис.
Стойността на pH, която характеризира състоянието на CBS, е един от най-„твърдите“ кръвни параметри и варира при хората в много тесни граници: от 7,3 5 до 7.45л.Изместването на рН от 0,1 над определените граници причинява изразени нарушения в дихателната, сърдечно-съдовата система и др., намаляването на рН с 0,3 води до ацидотична кома, а изместването на рН от 0,4 често е несъвместимо с живота.
Обмяната на киселини и основи в организма е тясно свързана с обмяната на вода и електролити. Всички тези видове обмен са обединени от закона за електрическа неутралност, изомоларност и хомеостатични физиологични механизми.
Общото количество на плазмените катиони е 155 mmol/l (Na+ - 142 mmol/l; K+ - 5 mmol/l; Ca 2+ - 2,5 mmol/l; Mg 2 + 0,5 mmol/l; други елементи - 1,5 mmol /l) и се съдържа същото количество аниони (103 mmol/l - слаба основа CI ~; 27 mmol/l - силна основа HCO, -; 7,5-9 mmol/l - протеинови аниони; 1,5 mmol /l - фосфат аниони; 0,5 mmol/l - сулфатни аниони; 5 mmol/l - органични киселини). Тъй като съдържанието на H+ в плазмата не надвишава 40x10 -6 mmol/l, а основните плазмени буферни бази (HCO3-) протеинови аниони са около 42 mmol/l, кръвта се счита за добре буферирана среда и има леко алкална реакция .
