Концепцията за киселинно-алкална хомеостаза, нейните основни параметри. Ролята за стабилизиране 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 рН.
Концепцията за рН, ролята на постоянството на рН на вътрешната среда за осъществяване на вътреклетъчния метаболизъм.
Киселинно-алкален балансе един от най-важните физични и химични параметри на вътрешната среда на тялото. Съотношението на водородните и хидроксидните йони във вътрешната среда на тялото до голяма степен определя активността на ензимите, посоката и интензивността на редокс реакциите, процесите на разграждане и синтез на протеини, гликолиза и окисляване на въглехидрати и мазнини, функциите на редица на органите, чувствителността на рецепторите към медиатори, пропускливостта на мембраните и др. Активността на реакцията на околната среда определя способността на хемоглобина да свързва кислорода и да го отдава на тъканите. При промяна на реакцията на средата се променят физикохимичните характеристики на клетъчните колоиди и междуклетъчните структури - степента на тяхната дисперсия, хидрофилия, адсорбционната способност и други важни свойства.
Съотношението на активните маси на водородните и хидроксидните йони в биологичните среди зависи от съдържанието на киселини (донори на протони) и буферни основи (акцептори на протони) в телесните течности. Обичайно е активната реакция на средата да се оценява по един от йоните (H +) или (OH -), по-често по H + йона. Съдържанието на Н+ в организма се определя, от една страна, от прякото или непрякото им образуване чрез въглероден диоксид по време на метаболизма на протеини, мазнини и въглехидрати, а от друга страна, от навлизането им в тялото или отделянето им от под формата на нелетливи киселини или въглероден диоксид. Дори сравнително малки промени в CH+ неизбежно водят до нарушаване на физиологичните процеси, а ако се изместят извън известните граници, до смъртта на организма. В тази връзка стойността на pH, която характеризира състоянието на киселинно-алкалния баланс, е един от „най-трудните“ кръвни параметри и варира при хората в тесни граници – от 7,32 до 7,45. Изместването на pH с 0,1 отвъд посочените граници причинява изразени нарушения в дишането, сърдечно-съдовата система и др.; спад на pH от 0,3 причинява ацидотична кома, а промяната на pH от 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 електрическата неутралност, изоосмоларността и домашните физиологични механизми. За плазмата законът за електрическата неутралност може да бъде илюстриран с данните в табл. 20.
Общото количество на плазмените катиони е 155 mmol/l, от които 142 mmol/l е натрий. Общото количество аниони също е 155 mmol/l, от които 103 mmol/l е делът на слабата база C1 - и 27 mmol/l - на HCO - 3 (силна основа). G. Ruth (1978) счита, че HCO-3 и протеиновите аниони (приблизително 42 mmol/l) представляват основните буферни бази 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 слабо алкална реакция. Протеиновите аниони, особено йонът HCO - 3, са тясно свързани, от една страна, с обмяната на електролити, от друга страна, с киселинно-алкалния баланс, следователно правилното тълкуване на промените в тяхната концентрация е важно за разбиране на процесите, протичащи при обмяната на електролити, вода и Н+.
блок под наем
Всички буферни системи на тялото участват в поддържането на киселинно-алкалната хомеостаза (балансът на оптималните концентрации на киселинни и основни компоненти на физиологичните системи). Техните действия са взаимосвързани и са в състояние на равновесие. Най-свързаният с всички буферни системи е бикарбонатният буфер. Нарушенията във всяка буферна система засягат концентрациите на нейните компоненти; следователно промяната в параметрите на хидрокарбонатната буферна система може точно да характеризира CBS на тялото.
Нормалната кръвна CBS се характеризира със следните метаболитни параметри:
рН на плазмата 7,4±0,05;
[НСО3-]=(24.4±3) mol/l е алкалния резерв на залива;
pCO2 = 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 благодарение на координираната работа на буферните системи и отделителните органи. Изместването в реакцията на средата към киселинната страна се нарича ацидоза, и в основното - алкалоза. Критичните стойности за спасяване на живот са: преминаване към киселинната страна до 6,8 и към основната - 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 загубата на въглеводороди.
Повишено производство на метаболитни киселини се получава при: 1) захарен диабет тип I, продължително, пълно гладуване или рязко намаляване на дела на въглехидратите в храната;
2) лактатна ацидоза (шок, хипоксия, захарен диабет тип II, сърдечна недостатъчност, инфекции, алкохолно отравяне).
Възможна е повишена загуба на бикарбонати с урина (бъбречна ацидоза) или с някои храносмилателни сокове (панкреатичен, чревен).
Респираторна (дихателна) ацидозасе развива при хиповентилацияИлация на белите дробове, която независимо от причината, която го е причинила, води до повишаване на парциалното налягане на CO2 с повече от 40 mm Hg. Изкуство. (хиперкапния). Това се случва при заболявания на дихателната система, хиповентилация на белите дробове, потискане на дихателния център от някои лекарства, например барбитурати.
метаболитна алкалозанаблюдавано 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 края на краищата източникът на бикарбонатни аниони е панкреасът, каналите на който отварят се в дванадесетопръстника), както и при продължително хранене с алкални храни и минерална вода, чиито соли претърпяват хидролиза при аниона.
Дихателна (дихателна) алкалозасе развива поради хипервентилациявентилация на белите дробове, водеща до прекомерно отстраняване на CO2 от тялото и намаляване на парциалното му налягане в кръвта с по-малко от 40 mm. rt. Изкуство. (хипокапния). Това се случва при вдишване на разреден въздух, хипервентилация на белите дробове, развитие на термична диспнея, прекомерно възбуждане на дихателния център поради увреждане на мозъка.
С ацидоза като спешна мяркаизползвайте интравенозна инфузия на 4 - 8% натриев бикарбонат, 3,66% разтвор на трисамин H2NC (CH2OH) 3 или 11% натриев лактат. Последният, неутрализирайки киселините, не отделя CO2, което повишава неговата ефективност.
Алкалозата е по-трудна за коригиране, особено метаболитната (свързана с нарушение на храносмилателната и отделителната системи). Понякога се използва 5% разтвор на аскорбинова киселина, неутрализирана с натриев бикарбонат до pH 6-7.
Алкален резерве количеството бикарбонат (NaHC03) (по-точно количеството CO2, което може да бъде свързано от кръвната плазма). Тази стойност може само условно да се счита за индикатор за киселинно-алкален баланс, тъй като въпреки повишеното или намаленото 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 организма, 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 поради някаква причина настъпва изместване в плазмата към ацидоза. ацидозане могат да бъдат коригирани, освен ако не се отстрани подходящо количество Н-йони. Бъбреците използват 3 механизма за това:
1. Обмен на водородни йонидо натриеви йони, които, когато се комбинират с HCO3 аниони, образувани в тубулните клетки, се реабсорбират напълно под формата на NaHCO,
Предпоставка за освобождаването на Н-йони по този механизъм е активираната от карбоанхидраза реакция CO2 + H20 = H2CO3, при която H2CO3 се разлага на H и HCO3 йони. С тази размяна водородни йони в йонинатрий, целият натриев бикарбонат, филтриран в гломерулите, се реабсорбира.
2. Екскреция на водородни йони с 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:амонякът, образуван в дисталните бъбречни 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 образуването на амоняк, необходима за неутрализиране на силна НС1, е по-голяма, колкото по-висока е киселинността на урината.
Таблица 3
Основни параметри на КОС
(средна стойност в артериалната кръв)
40 мм. rt. Изкуство.
(парциално налягане на CO2 в кръвната плазма)
Този компонент директно отразява дихателния компонент в регулирането на CBS (CARR).
(хиперкапния) се наблюдава при хиповентилация, която е характерна за респираторната ацидоза.
↓ (хипокапния) се наблюдава при хипервентилация, която е характерна за респираторната алкалоза. Въпреки това, промените в pCO2 могат също да бъдат резултат от компенсация от метаболитни нарушения на CBS. За да се разграничат тези ситуации една от друга, е необходимо да се вземе 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.
С метаболитна алкалоза или с компенсация на респираторна ацидоза.
Допълнителни индекси
BO или BB
(базови буфери)
Буферни бази. Това е сумата от всички пълнокръвни аниони, принадлежащи към буферните системи.
ПРЕДИ или BD
(дефицит на база)
Дефицит на база. Това е разликата между практическата и правилната стойност на BO при метаболитна ацидоза. Определя се като количеството основи, което трябва да се добави към кръвта, за да се доведе нейното pH до нормално (при pCO2 = 40 mmHg до = 38oC)
IO или BE
(базов излишък)
базов излишък. Това е разликата между действителните и дължимите стойности на BO при метаболитна алкалоза.
В нормата, относително казано, няма нито дефицит, нито излишък на основи (нито DO, нито IO). Всъщност това се изразява във факта, че разликата между дължимия и действителния BO е в рамките на нормални условия в рамките на ± 2,3 meq/l. Изходът на този индикатор от коридора на нормата е типичен за метаболитни нарушения на CBS. Ненормално високи стойности са характерни за метаболитна алкалоза. необичайно 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 (разреждане 1:10), рН = 7.4
Фенолфталеин (индикатор)
11. Агапов Ю.Я. Киселинно-алкален 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 при нормални и патологични състояния. - Киев, 1989.
5. Костюченко С.С. Киселинно-алкален баланс в интензивното лечение. - Минск, 2009. - 268 с.
6. Лосев Н.И., Войнов В.А. Физическа и химична хомеостаза на тялото // Хомеостаза / Изд. П.Д. Горизонтова. - М., 1981. - С. 186-240.
7. Малишев В.Д. Киселинно-алкално състояние и водно-електролитен баланс в интензивното лечение: Урок. - М .: OJSC "Издателство" Медицина ", 2005. - 228 с.
8. Рут Г. Киселинно-алкален статус и електролитен баланс. - М., 1978. 118 с.
9. Тавс Г. Кръвни газове и киселинно-алкален баланс // Физиология на човека. Т.3 / Изд. R. Schmidt и G. Taws. - М., 1986. - С. 241-268.
10. Heitz W., Gorn M. Водно-електролит и киселинно-алкален баланс: кратко ръководство. – М.: БИНОМ. Лаборатория на знанията, 2009. - 359 с.
11. Хрушка К. Патофизиология на киселинно-алкалния метаболизъм // Бъбреци и хомеостаза в здравето и болестта. - М., 1987. - С. 170-216.
Киселинно-алкалното състояние (АКС) на тялото е един от най-важните и най-стриктно стабилизирани параметри на хомеостазата. Съотношението на водородните и хидроксидните йони във вътрешната среда на тялото определя активността на ензимите, хормоните, интензивността и посоката на редокс реакциите, процесите на протеиновия, въглехидратния и мастния метаболизъм, 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 отдава на тъканите.
Обичайно е да се оценява активната реакция на средата по съдържанието на водородни йони в течности.
Стойността на pH е един от "най-трудните" параметри на кръвта и се колебае при човек нормално в много тесни граници - pH на артериалната кръв е 7,35-7,45; венозна - 7,32-7,42. По-значителни промени в pH на кръвта са свързани с патологични метаболитни нарушения. В други биологични течности и в клетките рН може да се различава от рН на кръвта.
Изместването на pH на кръвта извън посочените граници води до значителни промени в редокс процесите, промени в ензимната активност, пропускливостта на биологичните мембрани, причиняват нарушения във функцията на сърдечно-съдовата, дихателната и други системи; изместване от 0,3 може да причини кома, а изместване от 0,4 често е несъвместимо с живота.
Киселинно-алкалното състояние се поддържа чрез 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, действайки за бързото им предотвратяване.
Буферната система е смес, която има способността да предотвратява промени в рН на средата, когато към нея се добавят киселини или основи. Буферни системине отстраняват H+ от тялото, а го „свързват” с алкалния им компонент до окончателното възстановяване на CBS. Буферни свойства се притежават от смеси, които се състоят от слаба киселина и нейната сол, съдържаща силна основа, или от слаба основа и сол на силна киселина.
Най-вместителните буферни системи на кръвта са бикарбонат, фосфат, протеин и хемоглобин. Първите три системи играят особено важна роля в кръвната плазма, а хемоглобиновият буфер, най-мощният, действа в червените кръвни клетки.
Бикарбонатният буфер е най-важната извънклетъчна буферна система и се състои от слабата въглеродна 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 дисоциира 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 е 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-реактивни продукти, водородните йони се свързват с бикарбонатни аниони (). Излишният въглероден диоксид, образуван в плазмата, навлиза в еритроцитите и там с помощта на карбоанхидразата се разлага на въглероден диоксид и вода. Въглеродният диоксид се отделя в плазмата, възбужда дихателния център и излишният CO2 се отстранява от тялото през белите дробове. Това бързо превръщане на всяка киселина от бикарбонат във въглеродна киселина, която лесно се отстранява от белите дробове, прави бикарбонатния буфер най-лабилната буферна система.
Бикарбонатният буфер също е в състояние да неутрализира излишните основи. В този случай йони OHˉ ще бъдат свързани с въглероден диоксид и вместо най-силната основа OHˉ се образува по-малко силна основа, чийто излишък се екскретира под формата на бикарбонатни соли от бъбреците.
Докато количеството на въглеродната киселина и натриевия бикарбонат се променя пропорционално и съотношението между тях остава 1:20, рН на кръвта остава в нормалните 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.
Мононатриевата сол има киселинни свойства, тъй като по време на дисоциацията дава йон, който след това е в състояние да освободи водороден йон: NaH2PO4 ⇒ Na + + ; ⇒Н+ + . Дизаместеният 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 регулирането на отговора на някои тъкани. В кръвта действието му се свежда основно до поддържане на постоянството и възпроизвеждане на бикарбонатния буфер.
Протеиновата буферна система е доста мощен буфер, който е в състояние да проявява своите свойства поради амфотерната природа на протеините. Протеиновата буферна система осигурява 7% от буферния капацитет на кръвта. Протеините в кръвната плазма съдържат достатъчно количество киселинни и основни радикали, така че тази буферна система действа в зависимост от средата, в която са дисоциирани протеините.
Хемоглобиновият буфер е най-вместителната буферна система. Той представлява до 75% от общия буферен капацитет на кръвта. Свойствата на буферната система на хемоглобина се дължат основно на способността й да съществува постоянно под формата на две форми – редуциран (редуциран) хемоглобин HHb и окислен (оксихемоглобин) HbO2.
Хемоглобиновият буфер, за разлика от бикарбоната, е в състояние да неутрализира както нелетливите, така и летливите киселини. Окисленият хемоглобин се държи като киселина, повишавайки концентрацията на водородни йони, докато редуцираният (деоксигениран) хемоглобин 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 в редуцираната форма предотвратява изместването на pH към киселинната страна по време на контакт на кръвта с тъканите, а образуването на оксихемоглобин в белодробните капиляри предотвратява изместването на pH към алкалната страна поради освобождаването на CO2 и хлорни йони от еритроцитите и образуването на бикарбонат в тях.
Системата амоняк/амониев йон (NH3/NH4+) - действа предимно в урината.
В допълнение към буферните системи в поддържане на постоянно pH Активно участиеприемат физиологични системи, сред които основните са белите дробове, бъбреците, черния дроб, стомашно-чревния тракт.
Дихателната система играе важна роля в поддържането на киселинно-алкалния баланс на тялото, но те се нуждаят от 1-3 минути, за да изравнят промяната в pH на кръвта. Ролята на белите дробове се свежда до поддържане на нормална концентрация на въглероден диоксид, а основният индикатор за функционалното състояние на белите дробове е частично напрежениевъглероден диоксид в кръвта. Белодробните механизми осигуряват временна компенсация, тъй като в този случай кривата на дисоциация на оксихемоглобина се измества наляво и кислородният капацитет на артериалната кръв намалява.
При стабилно състояние на газообмен, белите дробове отстраняват около 850 g въглероден диоксид на ден. Ако напрежението на въглеродния диоксид в кръвта се повиши над нормата с 10 mm Hg. 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. Механизмът за бъбречна компенсация е по-бавен от респираторния. Пълна бъбречна компенсация се развива само няколко дни след промяната на pH.
Екскреция на киселини в обичайната смесена храна 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 около 800 пъти по-висока, отколкото в кръвта. Бъбреците произвеждат и отделят с урината количество водородни йони, еквивалентно на техния брой, непрекъснато влизащи в плазмата от клетките на тялото, като същевременно заменят водородните йони, секретирани от епитела на тубулите с натриеви йони на първичната урина. Този механизъм се осъществява чрез няколко химични процеса.
Първият от тях е процесът на реабсорбция на натрий по време на превръщането на дизаместените фосфати в монозаместени. Когато фосфатният буфер се изчерпи (рН на урината под 4,5), натрият и бикарбонатът се реабсорбират чрез амоногенеза.
Вторият процес, който осигурява задържането на натрий в тялото и отстраняването на излишните водородни йони, е превръщането на бикарбонатите във въглеродна киселина в лумена на тубулите.
Третият процес, който допринася за задържането на натрий в организма, е синтеза 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 дифузиращ амониев катион, неспособен да се върне отново в клетката на стената на тубула.
Като цяло концентрацията на водородни йони в урината може да надвиши концентрацията на водородните йони в кръвта няколкостотин пъти.
Това показва огромната способност на бъбреците да премахват водородните йони от тялото.
Бъбречните механизми за регулиране на CBS не могат да коригират pH в рамките на минути като дихателния механизъм, но функционират няколко дни, докато pH се върне към нормалните нива.
Регулиране на CBS с участието на черния дроб. Черният дроб окислява до крайните продукти недостатъчно окислените вещества на кръвта, изтичаща от червата; синтезира урея от азотни шлаки, по-специално от амоняк и от амониев хлорид, идващи от стомашно-чревния тракт в кръвта на порталната вена; Черният дроб има отделителна функция и следователно, когато в тялото се натрупа прекомерно количество киселинни или алкални метаболитни продукти, те могат да бъдат екскретирани с жлъчката в стомашно-чревния тракт. При излишък от киселини в черния дроб, тяхната неутрализация се засилва и в същото време се инхибира образуването на урея. Неизползваният амоняк неутрализира киселините и увеличава отделянето на амониеви соли в урината. С увеличаване на броя на алкалните валентности образуването на урея се увеличава и амоногенезата намалява, което е придружено от намаляване на екскрецията на амониеви соли в урината.
Концентрацията на водородни йони в кръвта зависи и от дейността на стомаха и червата. Клетките на стомашната лигавица отделят солна киселина в много високи концентрации. В същото време хлоридните йони се отделят от кръвта в стомашната кухина в комбинация с водородни йони, образувани в епитела на стомаха с участието на карбоанхидраза. Вместо хлориди, бикарбонатът навлиза в плазмата по време на стомашна секреция.
Панкреасът участва активно в регулирането на pH на кръвта, тъй като генерира големи количества бикарбонат. 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 отделя последните с пот. Това е от особено значение в случаите на нарушена бъбречна функция.
Костен. Това е най-бавно реагиращата система. Механизмът на участието му в регулирането на рН на кръвта е способността да обменя йони на Са2+ и Na+ с кръвната плазма в замяна на Н+ протони. Наблюдава се разтваряне на хидроксиапатитни калциеви соли на костния матрикс, освобождаване на Са2+ йони и свързване на HPO42- йони с Н+ за образуване на дихидрогенфосфат, който се екскретира с урината. Успоредно с това, с намаляване на рН (подкиселяване), Н + йони влизат в остеоцитите, а калиеви йони - навън.
Оценка на киселинно-алкалното състояние на тялото
При изследване на киселинно-алкалния баланс кръвният тест е от най-голямо значение. Показателите в капилярната кръв са близки до тези в артериалната кръв. Понастоящем показателите на KOS се определят по микрометода за равновесие на Astrup. Тази техника позволява, в допълнение към истинското pH на кръвта, да се получи индикатор за напрежението на CO2 в плазмата (pCO2), истински кръвен бикарбонат (AB), стандартен бикарбонат (SB), сумата от всички кръвни бази (BB) и индикатор на дефицит или излишък на основи (BE).
Библиографска връзка
Морисън В.В., Чеснокова Н.П., Бизенкова М.Н. КИСЕЛИНО-ОСНОВНО СЪСТОЯНИЕ. РЕГУЛИРАНЕ НА КИСЕЛИНО-БАЗАТА ХОМЕОСТАЗА (ЛЕКЦИЯ 1) // Международно списание за приложни и фундаментални изследвания. - 2015. - бр.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 списанията, издавани от издателство "Академия по естествена история"
Киселинно-основно състояние (ACS)- относително постоянство на реакцията на вътрешната среда на тялото, характеризиращо се количествено с концентрацията на H + .
Концентрацията на H + се изразява с помощта на pH стойността. Концентрацията на H + и съответно стойността на pH зависят от съотношението на киселини и основи в организма.
Бронстедови киселини -молекули или йони, способни да даряват Н+.
Основаването на Bronsted -съединения, способни да приемат Н+.
Най-често срещаната киселина в тялото е въглеродната киселина, около 20 mol от нея се образуват на ден. Също така в тялото се образуват други неорганични (солна, сярна, фосфорна) и органични (амино-, кето-, хидрокси-, нуклеинови, мастни) киселини в количество от 80 mmol / ден.
най-силният от тях е амонякът. Основни свойства имат и аминокиселините аргинин и лизин, биогенни амини, като 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 H + в течност определя структурата и свойствата на всички основни групи органични съединения- протеини, нуклеинова киселина, въглехидрати и липиди (амфифилни). Концентрацията на Н + има най-важен ефект върху активността на ензимите. Всеки ензим има свой собствен оптимум на pH, при който ензимът има максимална активност. Например, ензимите на гликолизата, TCA, PFS са активни в неутрална среда, а лизозомните ензими, стомашните ензими са активни в кисела среда (рН=2). В резултат на това промените в стойността на рН предизвикват промяна в активността на отделните ензими и водят до метаболитни нарушения като цяло.
Основни принципи на регулиране на КОС
Регулирането на CBS се основава на 3 основни принципа:
1. рН постоянство . Механизмите на регулиране на CBS поддържат постоянството на pH.
2. изомоларност . По време на регулирането 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 частицив междуклетъчната и извънклетъчната течност не се променя.
МЕХАНИЗМИ НА РЕГУЛИРАНЕ НА БОС
- 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.
- Метаболитни (на клетъчно ниво).
Нарушенията на КОС - класификация по механизми? Биохимични начини на компенсация.
НАРУШЕНИЯ НА БОС
KOS обезщетение- адаптивна реакция от страна на тялото, което не е виновно за нарушаване на CBS.
KOS корекция- адаптивна реакция от страна на органа, причинил нарушението на CBS.
Има два основни типа нарушения на BOS - 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 са придружени от забележима промяна в концентрацията на Н +, тъй като буферните системи поддържат постоянство на рН. Такива киселини и алкалози се наричат компенсиран (рН им е нормално). AN ↔ A - + H + , H + + B - ↔ BH
Ако буферният капацитет се изразходва по време на ацидоза или алкалоза, стойността на pH се променя и се наблюдава следното: ацидемия - понижаване на pH стойността под нормалното, или алкалиемия - повишаване на стойността на pH над нормата. Такива киселини и алкалози се наричат декомпенсиран .
Киселинно-алкално състояние- един от най-важните физични и химични параметри на вътрешната среда на тялото. В тялото на здравия човек по време на метаболитния процес постоянно се образуват киселини - около 20 000 mmol въглеродни (H 2 CO 3) и 80 mmol силни киселини, но концентрацията на H + се колебае в относително тесен диапазон. Нормалното рН на извънклетъчната течност е 7,35-7,45 (45-35 nmol/l), а извънклетъчната течност е средно 6,9. В същото време трябва да се отбележи, че Н+ е хетерогенен вътре в клетката: той е различен в органелите на една и съща клетка.
H+ са толкова способни, че дори краткотрайна промяна в концентрацията им в клетката може значително да повлияе на активността на ензимните системи и физиологичните
процеси. Въпреки това, нормално, буферните системи се активират незабавно, предпазвайки клетката от неблагоприятни флуктуации на pH. Буферната система може да свърже или, обратно, да освободи H + незабавно
в отговор на промените 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 киселинно-алкално състояние (синоними: киселинно-алкален баланс, киселинно-алкално състояние, киселинно-алкален баланс, киселинно-алкална хомеостаза). Това относително постоянство рН(рН) на вътрешната среда на тялото, поради съвместното действие на буфера и някои физиологични системи на организма (Енциклопедичен речник на медицинските термини, т. 2, стр. 32).
Киселинно-алкалният баланс е относителното постоянство на водородния индекс (рН) 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 хидроксидните йони във вътрешната среда на тялото зависи от:
1) активността на ензимите и интензивността на редокс реакциите;
2) процеси на хидролиза и протеинов синтез, гликолиза и окисляване на въглехидрати и мазнини;
3) чувствителност на рецепторите към медиатори;
4) мембранна пропускливост;
5) способността на хемоглобина да свързва кислорода и да го отдава на тъканите;
6) физични и химични характеристики на колоидите и междуклетъчните структури: степента на тяхната дисперсност, хидрофилност, адсорбционен капацитет;
7) функции на различни органи и системи.
Съотношението на Н + и ОН" в биологичните среди зависи от съдържанието на киселини (донори на протони) и буферни основи (протонни акцептори) в телесните течности. Активната реакция на средата се оценява от един от йоните (Н + или ОН -), най-често от Н +. Съдържанието на Н + в организма зависи от образуването им по време на метаболизма на протеини, мазнини и въглехидрати, както и от навлизането им в тялото или отделянето им от него под формата на нелетливи киселини или въглероден диоксид.
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 pH с 0,1 отвъд посочените граници причинява изразени нарушения в дишането, 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 закона за електрическата неутралност, изоосмоларността и хомеостатичните 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 същото количество съдържа аниони (103 mmol / l - слаба база CI ~; 27 mmol / l - силна база HCO, -; 7,5-9 mmol / l - протеинови аниони; 1,5 mmol /l - фосфатниони ; 0,5 mmol/l - сулфатни аниони; 5 mmol/l - органични киселини). Тъй като съдържанието на Н + в плазмата не надвишава 40x10 -6 mmol/l, а основните буферни бази на плазмените (HCO3-) протеинови аниони са около 42 mmol/l, кръвта се счита за добре буферирана среда и има леко алкална реакция.
