Гемоглобиновая буферная система.

В физиологическом диапазоне рН оксигемоглобин – в 70 раз более сильная кислота, чем восстановленный гемоглобин. После высвобождения кислорода в тканях у гемоглобина возрастает способность связывать ионы водорода.

Гемоглобиновый буфер обеспечивает 35% буферной емкости крови.

Оксигемоглобин, образующийся в легких, ведет себя как кислота, поэтому смещения рН в кислую сторону не происходит. В капиллярах НbО2 теряет часть кислотных свойств. Образующийся редуцированный гемоглобин связывает ионы водорода и освобождает ионы калия, которые при ацидозе выходят из эритроцитов, вызывая гиперкалиемию. Ионы калия затем выводятся почками.

Под влиянием избытка СО2 сродство гемоглобина к кислороду падает, а диссоциация оксигемоглобина повышается (рис. 3).

На схеме представлены кривые диссоциации оксигемоглобина при различных значениях рСО2. Поскольку угол наклона кривой графика характеризует скорость реакции, то с уменьшением рСО2 увеличивается угол наклона кривой диссоциации по отношению к оси абсцисс. Влияние рН и рСО2 на сродство гемоглобина к кислороду называется эффектом Бора. Эффект Бора свидетельствует о тесной сопряженности процессов связывания и высвобождения кислорода и двуокиси углерода, обеспечивающей эффективность дыхания.

Гемоглобиновая буферная система. - student2.ru

Рис. 3. Кривая диссоциации оксигемоглобина при различных значениях напряжения двуокиси углерода

Уменьшение емкости гемоглобинового буфера происходит при кровопотере, гемолизе, анемиях.

Концентрация водородных ионов почти полностью определяется соотношением бикарбоната и углекислоты. Содержание этих веществ в крови тесно связано с процессом переноса кровью углекислого газа (СО2) от тканей к легким. Физически растворенный СО2 диффундирует из тканей в эритроцит в соответствии с градиентом концентрации, поскольку в эритроцитах образуется мало углекислого газа. В эритроците под действием фермента карбоангидразы происходит гидратация молекулы СО2 с образованием угольной кислоты (Н2СО3), сразу же диссоциирующей на ион бикарбоната и ион водорода (рис. 4).

Гемоглобиновая буферная система. - student2.ru

Рис. 4. Химические реакции, протекающие в эритроцитах при газообмене в тканях.

Накапливающиеся ионы НСО3ˉ диффундируют по градиенту концентрации в плазму. Электрохимическая нейтральность поддерживается за счет перемещения в эритроциты ионов хлора (хлоридный сдвиг).

В физиологических условиях повышение рСО2 в венозной крови стимулирует образование НСО3ˉ в эритроцитах. Наоборот, снижение рСО2 в артериальной крови угнетает образование бикарбоната. При этом обеспечивается постоянство артерио-венозной разницы НСО3ˉ/СО2 и, следовательно, рН.

При патологических процессах, сопровождающихся изменениями рСО2, эти механизмы сохраняются.

Буферные свойства крови обусловлены, в конечном итоге, суммарным эффектом всех анионных групп слабых кислот, важнейшими из которых являются бикарбонаты и анионные группы белков.

2.4.5. Калиево-водородный обмен.

Свободное перемещение одноименно заряженных ионов калия (К+) и водорода (Н+) между внутриклеточным и внеклеточным секторами организма имеет важное значение в регуляции кислотно-основного равновесия. В случаях внеклеточного ацидоза избыточные ионы водорода мигрируют внутрь клеток для буферирования. При этом ион К+ покидает клетку и выходит во внеклеточную жидкость. В случаях снижения уровня внеклеточного калия, ионы К+ перемещаются в клетки и заменяются ионами водорода. Таким образом, изменения уровней внеклеточного калия могут оказывать влияние на кислотно-основное состояние, а изменения кислотно-основного состояния влияют в свою очередь на концентрацию внеклеточного калия. Сдвиги калия более выражены при метаболическом ацидозе, чем при респираторном ацидозе. Следует отметить, что метаболический ацидоз, развивающийся в результате накопления неорганических кислот (например, фосфорной кислоты при почечной недостаточности), приводит к более значительному повышению калия во внеклеточном пространстве, чем ацидоз, вызываемый аккумуляцией органических кислот (например, лактата, кетокислот).

Наши рекомендации