Кислотно-основной гомеостаз

Кислотно-основное состояние -один из важнейших физико-химических параметров внутренней среды организма. В организме здорового человека ежедневно в процессе обмена веществ постоян­но образуются кислоты — около 20 000 ммоль угольной (Н₂С0₃) и 80 ммоль сильных кислот, однако концентрация Н+ колеблется в относительно узком диапазоне. В норме рН внеклеточной жид- кости составляет 7,35—7,45 (45—35 нмоль/л), а внеклеточной жидкости — в среднем 6,9. Вместе с тем, следует отметить, что Н⁺ внутри клетки неоднородна: она различна в органеллах одной и той же клетки.

Н+ до такой степениспособны, что даже кратковременное изменение их концентрации в клетке способно существенно отразиться на активности ферментных систем и физиологических
процессах. Однако в норме мгновенно включаются буферные систе­мы, защищающие клетку от неблагоприятных колебаний рН. Буферная система может связать или, наоборот, освободить Н⁺ сразу
же в ответ на изменение кислотности внутриклеточной жидкости.
Буферные системы действуют и на уровне организма в целом, но, в
конечном счете, регуляция рН организма определяется функционированием легких и почек.

Итак, что же такое кислотно-основное состояние (синонимы: кислотно-щелочное равновесие, кислотно-щелочное состояние, кис­лотно-основное равновесие, кислотно-основной гомеостаз). Это относительное постоянство водородного показателя (рН) внутренней среды организма, обусловленное совместным действием буферных и некоторых физиологических систем организма (Энциклопедичес­кий словарь медицинских терминов, т. 2, с. 32).

Кислотно-щелочное равновесие — относительное постоянство водородного показателя (рН) внутренней среды организма, обус­ловленное совместным действием буферных и некоторых физиоло­гических систем, определяющее полноценность метаболических превращений в клетках организма (БМЭ, т. 10, с. 336).

От соотношения водородных и гидроксильных ионов во внут­ренней среде организма зависит:

1) активность ферментов и интенсивность окислительно-вос­становительных реакций;

2) процессы гидролиза и синтеза белка, гликолиз и окисление углеводов и жиров;

3) чувствительность рецепторов к медиаторам;

4) проницаемость мембран;

5) способность гемоглобина связывать кислород и отдавать его тканям;

6) физико-химические характеристики коллоидов и межклеточ­ных структур: степень их дисперсности, гидрофилии, способность к адсорбции;

7) функции различных органов и систем.

Соотношение Н⁺ и ОН" в биологических средах зависит от со­держания в жидкостях организма кислот (доноров протонов) и бу­ферных основания (акцепторов протонов). Активная реакция среды оценивается по одному из ионов (Н+ или ОН-), чаще всего по Н⁺. Содержание Н⁺ в организме зависит от образования их в ходе об­мена белков, жиров и углеводов, а также поступления их в орга­низм или выведения из него в виде нелетучих кислот или углекис­лого газа.

Величина рН, характеризующая состояние КОС, является одним из самых «жестких» параметров крови и колеблется у человека в очень узких пределах: от 7,35 до 7,45л. Сдвиг рН на 0,1 за указанные границы обусловливает выраженные нарушения со стороны дыха­ния, сердечно-сосудистой системы и др., снижение рН на 0,3 — ацидотическую кому, а сдвиг рН на 0,4 часто несовместим с жизнью.

Обмен кислот и основании в организме тесно связан с обменом воды и электролитов. Все эти виды обмена объединены законом электронейтральности, изоосмолярности и гомеостатическими фи­зиологическими механизмами.

Общее количество катионов плазмы составляет 155 ммоль/л (Na+ — 142 ммоль/л; К+ - 5 ммоль/л; Са²⁺ — 2,5 ммоль/л; Mg²+ 0,5 ммоль/л; прочие элементы - 1,5 ммоль/л), и столько же содер­жится анионов (103 ммоль/л — слабое основание CI~; 27 ммоль/л — сильное основание НСО,-; 7,5—9 ммоль/л — анионы белка; 1,5 ммоль/л — фосфатанионы; 0,5 ммоль/л - сульфатанионы; 5 ммоль/л — органические кислоты). Поско-льку содержание Н⁺ в плазме не превышает_40х10^-6 ммоль/л, а главные буферные осно­вания плазм (НСОз-) анионы белка составляют около 42 ммоль/л, то кровь считается хорошо забуференной средой и обла­дает слабощелочной реакцией.

Анионы белка и HCO.3- тесно связаны с обменом электролитов и КОС, в этой связи правильная трактовка изменений их концент­рации имеет определяющее значение для оценки процессов, проис­ходящих в сфере обмена электролитов, воды и Н+. КОС поддержи­вается буферными системами крови и тканей и физиологическими регуляторными механизмами, в которых участвуют легкие, почки, печень, желудочно-кишечный тракт.