Вопрос 27

Протолитический баланс. Буферные системы в организме: гидрокарбонатная, гидрофосфатная системы.

Важнейшим фактором гомеостаза организмов является содержание кислотно-основного (протолитического) баланса на необходимом уровне.

В результате жизнедеятельности человека в организме образуется большое число кислот, больше всего угольной (до 13 моль сутки), выводится при дыхании Задержка выведения СО2 приводит к патологии.

Помимо СО2 в организме образуется ряд нелетучих кислот (H2SO4, H3PO4, молочная) в количестве 0.03-0.08 моль в сутки. При ряде заболеваний это количество может возрастет, например, при сахарном диабете до 1 моль в сутки.

Большинство биожидкостей в организме способны сохранять постоянным показатель рН при незначительном кислотно-основном воздействии, т.к. в них присутствуют буферные системы. Гидрокарбонатная буферная система:

В данной системе донором Н+ является Н2СО3, акцептором протонов – НСО3, так как в физиологических жидкостях все формы Н2СО3 рассматриваются как единое целое, то константа диссоциации Н2СО3 по первой ступени отличается от своего термодинамического значения.

Гидрокарбонатная буферная система – основания буферная система плазмы, содержится в эритроцитах, в межклеточной жидкости, почечной ткани. В норме рН крови 7,4 +- 0,05.

Избыток ионов Н+ нейтрализуется гидрокарбонат ионом НСО3-, при этом образующийся СО2 выделяется при дыхании.

Избыток гидроксильных ионов ОН- нейтрализуется собственно угольной кислотой с образованием НСЩ3-.

Гидрокарбонатная буферная система – эффективного и быстрого действия: нарушение протолитического баланса нейтрализуется за 10-15 мин, восстановление система за 10-18 мин.

Гидрофосфатнаябуферная система содержится в крови, клеточных жидкостях ткани, особенно в почках. В клеточной жидкости представлена в виде солей. В качестве доноров Н+ - кислоты – выступает дигидрофосфат ион Н2РО4-, в качестве акцепторов ионов Н+ - НРО4(2-). Константа равновесия представляет собой константу диссоциации фосфорной кислоты по 2 ступени.

Фосфатная буферная система имеет большую емкость по кислоте, чем по основанию (в 4 раза).

В случае появления во внутриклеточной жидкости избытка ионов Н+ протекает реакция образования Н2РО4-. Образовавшийся дигидрофосфат ион выводится почками, рН мочи понижается, что имеет место при избыточном потреблении мяса.

При употреблении растительной пищи по внутриклеточной жидкости образуется избыток ОН-, которые нейтрализуются, образуя НРО4(2-).

Таким образом, рН мочи изменяется в широком интервале 4,8-7,5, т.к. образуются продукты фосфатного буфера – кислые фосфат-ионы выводятся почками, то фосфатная буферная система консервативна и медленно восстанавливается – 2-3суток.

Вопрос 28

Протолитический баланс. Буферные системы в организме: гемоглобиновая, протеиновая системы. Ацидоз. Алканоз.

Важнейшим фактором гомеостаза организмов является содержание кислотно-основного (протолитического) баланса на необходимом уровне.

Гемоглобиновая буферная система – важнейшая буферная система в эритроцитах. В качестве доноров Н+ выступают две слабые кислоты ННb и HHbO2, в качестве акцепторов протонов – споряженные или основания анионы этих кислот.

Из силовых показателей рК следует, что HHb является более слабой кислотой, поэтому при наличии избытка Н+ их акцептором в первую очередь будет анион Hb (всегда равновесие системы смещено в сторону образования более слабого электролита).

При избытке гидроксильных ионов ОН- они будут нейтрализоваться HНbO2, как более сильной кислотой.

Гемоглобиновая буферная система одновременно участвует в нескольких важнейших физиологических процессах: транспорт кислорода в ткани, дыхание, поддержание постоянного рН в эритроцитах и плазме крови.

Эффективное функционирование гемоглобиновой буферной системы возможно при сочетании с другими буферами.

Белковая буферная система бывает двух видов – анионная и катионная, что определяется протонированием или диссоциацией белковой молекулы в зависимости от рН среды.

В анионной форме донором Н+ является молекула белка, акцептором – анион белка. В катионной форме донор Н+ - катион белка, акцептор – молекулы белка. В крови работает анионный протеиновый буфер.

Все буферные системы в организме характеризуются соотношением [акцептор р]/[донор р]=4:20

Все буферные системы обладают повышенной емкостью по кислоте, что соответствует метаболизму человека (кислот вырабатывается больше, чем оснований).

Для физиологических систем важнейшим показателем является кислотно-буферная емкость [Ba].

Ацидоз – уменьшение Ва в физиологических системах в сравнении с нормой.

Алканоз – увеличение Ва в физиологических системах в сравнении с нормой.

Может быть экзогенного и эндогенного характера. В случае экзогенного ацидоза кислоты вводятся в организм либо с пищей, либо с лекарственными препаратами.

В случае эндогенного нарушение протолитического баланса наступает в следствие нарушения скорости синтеза и вывода кислот из организма.

В зависимости от глубины протолитических изменений различают компенсированный и некомпенсированный ацидоз или алканоз.

При компенсированном ацидозе или алканозе не смотрят на отклонения от нормы ктсотной буферной системы, рН крови остается 7,35-4,45.

При некомпенсированном ацидозе рН крови снижается до 6,8-7,35, при некомпенсированном алканозе – рН 7,45-7,9.

Снижение рН крови – ацидемия, повышение – алканемия.

Отклонение рН крови от нормы на 0,6 – летальный исход.