Обеспечение постоянства рh крови

      Комментарии к записи Обеспечение постоянства рh крови отключены

Буферные системы крови [Б73]

Постоянство рН крови поддерживается буферными системами:

гемоглобиновой,

карбонатной,

фосфатной

белковой (плазмы).

Самой мощной является буферная система гемоглобина. На ее долю приходится 75% буферной емкости крови. Эта система включает восстановленный гемоглобин (ННb) и калиевую соль восстановленного гемоглобина (КНb). Буферные свойства системы обусловлены тем, что КНb как соль слабой кислоты отдает ион К+ и присоединяет при этом ион Н+ образуя слабодиссоциированную кислоту:

Н+ + KHb = K+ + ННb.

Величина рН крови, притекающей к тканям, благодаря восстановленному гемоглобину, способному связывать СО2 и Н+-ионы, остается постоянной. В этих условиях ННb выполняет функции основания. В легких гемоглобин ведет себя как кислота (оксигемоглобин ННbО2 является более сильной кислотой, чем СО2), что предотвращает защелачивание крови.

Карбонатная буферная система (H2CO3/NaHCO3) пo своей мощности занимает второе место. Ее функции осуществляются следующим образом: NaHCO3 диссоциирует на ионы Na+ и НСО3-. Если в кровь поступает кислота более сильная, чем угольная, то происходит обмен ионами Na+ с образованием слабодиссоциированной и легко растворимой угольной кислоты, что предотвращает повышение концентрации ионов Н+ в крови. Увеличение же концентрации угольной кислоты приводит к ее распаду (это происходит под влиянием фермента карбоангидразы, находящегося в эритроцитах) на Н2O и СО2. Последний поступает в легкие и выделяется в окружающую среду. Если в кровь поступает основание, то она реагирует с угольной кислотой, образуя натрия гидрокарбонат (NaHCO3) и воду, что опять-таки препятствует сдвигу рН в щелочную сторону.

Фосфатная буферная система образована натрия дигидрофосфатом (NaH2PO4) и натрия гидрофосфатом (Na2HPO4). Первое соединение ведет себя как слабая кислота, второе — как соль слабой кислоты. Если в кровь попадает более сильная кислота, то она реагирует с Na2HPO4, образуя нейтральную соль, и увеличивает количество слабодиссоциируемого Na2HPO4:

Н+ + NaHPO4- = Na+ +H2P04-

Избыточное количество натрия дигидрофосфата при этом будет удаляться с мочой, благодаря чему соотношение NaH2PO4/Na2HPO4 не изменится.

Белки плазмы крови играют роль буфера, так как обладают амфотерными свойствами: в кислой среде ведут себя как основания, а в основной — как кислоты.

Важная роль в поддержании постоянства рН крови отводится нервной регуляции. При этом преимущественно раздражаются хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон, импульсы от которых поступают в продолговатый мозг и другие отделы ЦНС, что рефлекторно включает в реакцию периферические органы — почки, легкие, потовые железы, желудочно-кишечный тракт и др., деятельность которых направлена на восстановление исходной величины рН. Так, при сдвиге рН в кислую сторону почки усиленно выделяют с мочой анион Н2РО4. При сдвиге рН крови в щелочную сторону увеличивается выделение почками анионов НРО2- и Н CO3-. Потовые железы человека способны выводить избыток молочной кислоты, а легкие — CO2.

Буферные системы крови более устойчивы к действию кислот, чем оснований. Основные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образует так называемый щелочной резерв крови. Его величина определяется по тому количеству CO2, которое может быть связано 100 мл крови при напряжении CO2, равному 40 мм рт. ст.

Проведём следующий опыт (рис. 711190639).

Обеспечение постоянства рh крови

Рис. 711190639. Исследование буферных свойств жидкостей. Объяснение в тексте.

Пробирки 1 и 4 заполним дистиллированной водой, 2 и 5 – плазмой крови, 3 и 6 кровью. В 1, 2 и 3 пробирку будем добавлять кислоту, в 4, 5 и 6 пробирки — щёлочь. В какую пробирку нужно добавить больше кислоты или щёлочи, чтобы сместить pH?

В пробирках 1 и 4 изменить реакцию воды легко – в ней отсутствуют буферные системы. В пробирках 2 и 5 работают белковая, гидрокарбонатная и фосфатная буферные системы, но нет наиболее мощной гемоглобиновой системы. Поэтому, чтобы изменить pH в пробирки 2 и 5 нужно добавить больше кислоты или щёлочи, чем в пробирки 1 и 4, но значительно меньше, чем в пробирки 3 и 6, где работают белковая, гидрокарбонатная, фосфатная и наиболее мощная гемоглобиновая буферные системы.

Поскольку буферные системы крови более устойчивы к действию кислот, чем оснований, чтобы сместить pH в кровь нужно добавить больше кислоты, чем щёлочи.

Большая устойчивость буферных систем к действию кислот, чем оснований, сформировавшаяся, вероятно, в процессе естественного отбора, понятна, поскольку в процессе метаболизма образуются и выводятся в кровь большей частью кислые продукты.

Дополнительные материалы:

Ощелачивание организма или закисление? Как продукты питания изменяют рН крови, мочи, здоровье


Похожие статьи:

  • Физико-химические свойства крови.

    Плотность крови равняется 1,050-1,060 г/см3, зависит от суммы растворённых в крови веществ. Плотность крови определяется прибором ареометром. Вязкость…

  • Физико-химические свойства крови

    Плотность цельной крови – 1,050-1,060. Форменные элементы имеют большую плотность — до 1,090, чем плазма – 1,025-1,030. В связи с этим форменные элементы…

  • Главнейшие протеолитические системы крови

    БИОХИМИЯ КРОВИ. Организм человека имеет специальные системы, которые осуществляют непрерывную связь между органами и тканями и обмен организма продуктами…