Гомеостаз нь амьд биетийн харьцангуй динамик байдлыг хадгалах үндсэн шинж чанаруудын нэг юм
дотоод орчны тогтвортой байдал, жишээлбэл. химийн найрлага, осмотик
даралт, физиологийн үндсэн функцүүдийн тогтвортой байдал.
Энэ нь биеийн дотоод орчны (цус, тунгалгийн, эс хоорондын шингэн) харьцангуй тогтвортой байдлыг хадгалах чадвар юм.
Хүний бие нь хүрээлэн буй орчны байнгын өөрчлөлтөд дасан зохицдог боловч дотоод орчин нь тогтмол хэвээр байгаа бөгөөд түүний үзүүлэлтүүд нь маш нарийн хязгаарт хэлбэлздэг. Тиймээс хүн хүрээлэн буй орчны янз бүрийн нөхцөлд амьдарч болно. Биеийн температур, цусны даралт, глюкоз, хий, давс, цусан дахь кальцийн ион, хүчил-суурь тэнцвэр, цусны хэмжээ, түүний осмосын даралт, хоолны дуршил гэх мэт зарим физиологийн үзүүлэлтүүдийг маш нарийн бөгөөд нарийн зохицуулдаг. Зохицуулалт нь эдгээр үзүүлэлтүүд болон хяналтын системүүдийн өөрчлөлтийг илрүүлдэг рецепторуудын хооронд сөрөг хариу өгөх зарчмаар явагддаг. Тиймээс аль нэг параметрийн бууралтыг харгалзах рецептор барьж авдаг бөгөөд үүнээс импульс нь тархины нэг буюу өөр бүтцэд илгээгддэг бөгөөд түүний тушаалаар автономит мэдрэлийн систем нь гарсан өөрчлөлтийг тэнцвэржүүлэх цогц механизмыг ажиллуулдаг. . Тархи нь гомеостазыг хадгалахын тулд автономит ба дотоод шүүрлийн гэсэн хоёр үндсэн системийг ашигладаг.
Дотоод орчны физик-химийн хамгийн чухал үзүүлэлтүүдийн нэг нь юм хүчил-суурь тэнцвэр .
Цусны тоон урвал нь устөрөгчийн индексийг (рН) тодорхойлдог - устөрөгч ба ионы концентрацийн сөрөг аравтын логарифм.
Бие дэх ихэнх шийдлүүд байдаг буфер шийдэл,Хүчтэй хүчил эсвэл шүлтийг бага хэмжээгээр нэмэхэд рН өөрчлөгдөхгүй.
Эдийн шингэн, цус, шээс болон бусад шингэн нь буфер уусмал юм.
Биеийн шингэний рН индикатор нь Na, Mg, Ca, K ямар хэмжээгээр шингэж байгааг тодорхой харуулдаг.Эдгээр 4 бүрэлдэхүүн хэсэг нь биеийн хүчиллэгийг зохицуулдаг. Хэрэв хүчиллэг өндөр байвал бусад эрхтэн, хөндийгөөс бодисууд зээлж эхэлдэг. Молекулын системээс эрхтэн хүртэлх бүх түвшинд амьд бүтцийн бүх функцийг гүйцэтгэхийн тулд бага зэрэг шүлтлэг орчин (рН 7.4) шаардлагатай.
Хэвийн утгаас бага зэрэг хазайх нь эмгэг үүсгэдэг.
рН-ийн өөрчлөлт: хүчиллэг - ацидоз
шүлтлэг - алкалоз
0.1-ийн шилжилт нь хүрээлэн буй орчны эвдрэлд хүргэж болзошгүй бөгөөд 0.3-аар шилжих нь амь насанд аюултай.
Цус болон бусад дотоод шингэний рН-ийн түвшин. Метаболизм ба метаболит.
Дотоод шингэний стандартууд:
Артерийн цус 7.35 – 7.45
Венийн цус 7.26 - 7.36
Лимф 7.35 - 7.40
Эс хоорондын шингэн 7.26 – 7.38
Шээсний рН 5-7 (хүчиллэг нь хоол хүнс, биеийн хөдөлгөөнөөс хамаарч өөрчлөгддөг. Шээсний шүлтлэг - ургамлын гаралтай хоол; шээсний хүчиллэг - мах, биеийн хөдөлгөөн).
Хазайлт ба норм:
- Хүчиллэг шингэний урвал
Мацаг барих, биеийн температур нэмэгдэх, чихрийн шижин, бөөрний үйл ажиллагаа сулрах, бие махбодийн хүнд ажил.
- Шүлтлэг урвал
Давсагны үрэвсэл, махан бүтээгдэхүүнээр хооллолт, илүүдэл рашаан, шээсний цус.
Аливаа организм нь урвуу аравтын аравтын логарифм p ба p, зүрхний цохилт, зүрхний цохилт, цусны цохилтын хэмжээ зэргээр үнэлэгддэг рН-ээс бусад дотоод орчны физик-химийн шинж чанарыг үнэлдэг олон үзүүлэлтээр тодорхойлогддог. даралт, цусны урсгалын хурд, захын судасны эсэргүүцэл, амьсгалын минутын хэмжээ гэх мэт. Эдгээр үзүүлэлтүүдийн нийлбэр нь биеийн үйл ажиллагааны түвшинг тодорхойлдог.
Бодисын солилцоо нь амьд эсэд тохиолддог химийн урвалын цогц юм
бие махбодийг үндсэн бодисын солилцооны бодис, эрчим хүчээр хангах.
Метаболит нь бие махбодоос эцсийн ялгардаг эсийн доторх бодисын солилцооны бүтээгдэхүүн юм.
Хүчиллэг суурь төлөв нь биеийн дотоод орчны физик, химийн хамгийн чухал үзүүлэлтүүдийн нэг юм. Эрүүл хүний биед бодисын солилцооны явцад өдөр бүр хүчил байнга үүсдэг - ойролцоогоор 20,000 ммоль нүүрстөрөгчийн хүчил (H 2 C0 3), 80 ммоль хүчтэй хүчил байдаг боловч H + -ийн концентраци харьцангуй нарийхан хүрээнд хэлбэлздэг. Ердийн үед эсийн гаднах шингэний рН 7.35-7.45 (45-35 нмоль/л), эсийн доторх шингэний рН дунджаар 6.9 байна. Үүний зэрэгцээ эсийн доторх H + концентраци нь нэг төрлийн бус байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй: энэ нь нэг эсийн органеллд өөр өөр байдаг.
H+ нь эс дэх концентрацийн богино хугацааны өөрчлөлт нь ферментийн систем, физиологийн үйл явцын үйл ажиллагаанд ихээхэн нөлөөлдөг боловч ердийн үед буфер системүүд шууд асаж, эсийг рН-ийн тааламжгүй хэлбэлзлээс хамгаалдаг. Буфер систем нь эсийн доторх шингэний хүчиллэг байдлын өөрчлөлтийн хариуд H+-ийг шууд холбож, эсвэл эсрэгээр нь ялгаруулж чаддаг. Буфер системүүд нь бүхэлдээ биеийн түвшинд ажилладаг боловч эцсийн эцэст биеийн рН-ийн зохицуулалтыг уушиг, бөөрний үйл ажиллагаанаас тодорхойлдог.
Тэгэхээр хүчил-суурь төлөв (син.: хүчил-суурь тэнцвэр; хүчил-суурь төлөв; хүчил-суурь тэнцвэр; хүчил-суурь гомеостаз) гэж юу вэ? Энэ нь биеийн дотоод орчны рН-ийн харьцангуй тогтмол байдал нь буфер болон биеийн зарим физиологийн системүүдийн хосолсон үйл ажиллагааны улмаас үүсдэг.
Хүчил-суурь тэнцвэр гэдэг нь биеийн эс дэх бодисын солилцооны үр ашгийг тодорхойлдог буфер болон зарим физиологийн системийн хосолсон үйл ажиллагааны улмаас биеийн дотоод орны устөрөгчийн индексийн (рН) харьцангуй тогтмол байдал юм. Анагаах ухааны нэвтэрхий толь, 10-р боть, 336-р тал).
Биеийн дотоод орчин дахь устөрөгч ба гидроксил ионуудын харьцаа нь дараахь зүйлээс хамаарна.
1) ферментийн идэвхжил, исэлдэлтийн урвалын эрч хүч;
2) нүүрс ус, өөх тосны гидролиз ба уургийн нийлэгжилт, гликолиз, исэлдэлтийн үйл явц;
3) рецепторуудын зуучлагчдад мэдрэмтгий байдал;
4) мембраны нэвчилт;
5) гемоглобины хүчилтөрөгчийг холбож, эд эсэд гаргах чадвар;
6) коллоид ба эс хоорондын бүтцийн физик-химийн шинж чанар: тэдгээрийн тархалтын зэрэг, гидрофили, шингээх чадвар;
7) янз бүрийн эрхтэн, тогтолцооны үйл ажиллагаа.
Биологийн орчинд H+ ба OH-ийн харьцаа нь биеийн шингэн дэх хүчил (протон донор) ба буфер суурийн (протоны хүлээн авагч) агууламжаас хамаарна. Орчны идэвхтэй урвалыг ионуудын аль нэгээр (H+ эсвэл OH-), ихэвчлэн H+-ээр үнэлдэг. Бие дэх H+ агууламж нь уураг, өөх тос, нүүрс усны солилцооны явцад үүсэх, түүнчлэн дэгдэмхий хүчил, нүүрстөрөгчийн давхар исэл хэлбэрээр бие махбодид орох эсвэл түүнээс гарах зэргээс хамаарна.
CBS-ийн төлөв байдлыг тодорхойлдог рН-ийн утга нь цусны хамгийн "хатуу" үзүүлэлтүүдийн нэг бөгөөд хүний хувьд маш нарийн хязгаарт хэлбэлздэг: 7.35-аас 7.45 хүртэл. РН-ийн 0.1-ийн өөрчлөлт нь тогтоосон хязгаараас хэтэрсэн тохиолдолд амьсгалын замын болон зүрх судасны тогтолцооны үйл ажиллагааг зөрчих, рН-ийн 0.3-аар буурах нь хүчиллэг кома үүсгэдэг бөгөөд рН-ийн 0.4-ийн өөрчлөлт нь амьдралд нийцэхгүй байдаг.
Бие дэхь хүчил ба суурийн солилцоо нь ус, электролитийн солилцоотой нягт холбоотой байдаг. Эдгээр бүх төрлийн бодисын солилцоог цахилгаан саармаг, изосмоляр, гомеосгатик физиологийн механизмын хуулиар нэгтгэдэг.
Плазмын катионуудын нийт хэмжээ 155 ммоль/л (Na+ -142 ммоль/л; К+ - 5 ммоль/л; Са2+ - 2,5 ммоль/л; Mg2+ - 0,5 ммоль/л; бусад элементүүд - 1,5 ммоль/л) ба ижил хэмжээний анион агуулагдана (103 ммоль/л - сул суурь Cl-; 27 ммоль/л - хүчтэй суурь HC03-; 7.5-9 ммоль/л - уургийн анион; 1.5 ммоль/л - фосфатын анион; 0. 5 ммоль/ l - сульфатонионууд 5 ммоль/л - органик хүчил). Цусны сийвэн дэх H+ агууламж 40х106 ммоль/л-ээс ихгүй, сийвэнгийн HCO3- ба уургийн анионуудын үндсэн буфер суурь нь 42 ммоль/л орчим байдаг тул цусыг сайн буфертэй орчин гэж үздэг бөгөөд бага зэрэг шүлтлэг урвалтай байдаг.
Уураг ба HCO3-анионууд нь электролит ба CBS-ийн солилцоотой нягт холбоотой байдаг. Үүнтэй холбогдуулан тэдгээрийн концентрацийн өөрчлөлтийг зөв тайлбарлах нь электролит, ус, H + солилцоонд тохиолддог үйл явцыг үнэлэхэд шийдвэрлэх ач холбогдолтой юм. CBS нь уушиг, бөөр, элэг, ходоод гэдэсний замыг хамардаг цус, эд эсийн буфер систем, физиологийн зохицуулалтын механизмаар дэмжигддэг.
Физик химийн гомеостазын механизм
Физик-химийн гомеостатик механизмд цус, эд эсийн буфер систем, ялангуяа карбонатын буферийн систем орно. Бие махбодид саад учруулж буй хүчин зүйлүүд (хүчил, шүлт) нөлөөлөлд өртөх үед хүчил-суурь гомеостазыг хадгалах нь юуны түрүүнд сул нүүрстөрөгчийн хүчил (H 2 CO3) ба түүний анионы натрийн давсаас бүрдэх карбонатын буферийн системээр хангадаг. (NaHCO3) 1:20 харьцаатай байна. Энэ буфер нь хүчилтэй харьцах үед сүүлийнх нь сул нүүрстөрөгчийн хүчил үүсэх замаар буферийн шүлтлэг бүрэлдэхүүнээр саармагждаг: NaHC03 + HCl > NaCl + H2C03
Нүүрстөрөгчийн хүчил нь CO2 ба H20-д хуваагддаг. Үүссэн СО2 нь амьсгалын төвийг өдөөж, илүүдэл нүүрстөрөгчийн давхар ислийг амьсгалсан агаараар цуснаас зайлуулдаг. Карбонатын буфер нь нүүрстөрөгчийн хүчилтэй холбогдож NaHCO3 үүсгэж, улмаар бөөрөөр ялгарах замаар илүүдэл суурийг саармагжуулах чадвартай.
NaOH + H2C03 > NaHCO + H20.
Карбонатын буферийн хувийн жин нь бага бөгөөд цусны нийт буферийн багтаамжийн 7-9% -ийг эзэлдэг боловч энэ буфер нь цусны буферийн системд хамгийн түрүүнд орж ирдэг тул чухал байр суурийг эзэлдэг. саад учруулж буй хүчин зүйлүүдтэй харьцах нь бусад буфер систем, физиологийн зохицуулалтын механизмуудтай нягт холбоотой байдаг. Тиймээс карбонатын буфер систем нь CBS-ийн мэдрэмтгий үзүүлэлт тул түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тодорхойлох нь CBS-ийн эмгэгийг оношлоход өргөн хэрэглэгддэг.
Цусны сийвэнгийн хоёр дахь буфер систем нь 1: 4 харьцаатай NaH2P04 ба Na2HP04: нэг суурь (сул хүчлүүд) ба хоёр үндсэн (хүчтэй суурь) фосфатын давсуудаас үүссэн фосфатын буфер юм. Фосфатын буфер нь карбонатын буфертэй адил үйлчилдэг. Цусан дахь фосфатын буферийн тогтворжуулах үүрэг нь ач холбогдолгүй; Энэ нь хүчил-суурь гомеостазын бөөрний зохицуулалт, түүнчлэн зарим эд эсийн идэвхтэй урвалыг зохицуулахад илүү их үүрэг гүйцэтгэдэг. Цусан дахь фосфатын буфер нь ACR-ийг хадгалах, бикарбонатын буферийг нөхөн үржихэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
H2CO3 + Na2HPO4 > NaHC03 + NaH2PO 4 i.e. илүүдэл H2C03 арилж, NaHC03-ийн концентраци нэмэгдэж, H2C03/NaHC03-ийн харьцаа 1:20-д тогтмол хэвээр байна.
Гурав дахь цусны буфер систем нь уургууд бөгөөд буферийн шинж чанар нь амфотер чанараараа тодорхойлогддог. Тэд H+ ба OH- хоёуланг нь үүсгэхийн тулд салж болно. Гэсэн хэдий ч бикарбонатуудтай харьцуулахад сийвэнгийн уургийн буферийн хүчин чадал бага байдаг. Цусны хамгийн том буфер (75% хүртэл) нь гемоглобин юм. Гемоглобины нэг хэсэг болох гистидин нь хүчиллэг (COOH) ба үндсэн (NH2) бүлгүүдийг агуулдаг.
Гемоглобины буферийн шинж чанар нь хүчлүүд нь гемоглобины калийн давстай харилцан үйлчлэлцэж, маш сул органик хүчлийн шинж чанартай харгалзах калийн давс, чөлөөт гемоглобины эквивалентийг үүсгэдэгтэй холбоотой юм. Ийм байдлаар их хэмжээний H+ холбогдож болно. Hb давс дахь H + -ийг холбох чадвар нь оксигемоглобины давс (HbO2) -ээс илүү тод илэрдэг. Өөрөөр хэлбэл, гемоглобин нь оксигемоглобиноос сул органик хүчил юм. Үүнтэй холбогдуулан HbO-ийн диссоциацийн үед O2 ба Hb дээр эд эсийн хялгасан судаснуудад нэмэлт хэмжээний суурь (Hb давс) гарч ирдэг бөгөөд нүүрстөрөгчийн давхар ислийг холбож, рН-ийн бууралтыг эсэргүүцэх чадвартай, мөн эсрэгээр Hb-ийн хүчилтөрөгчөөр хангадаг. бикарбонатаас H2CO3-ийг нүүлгэн шилжүүлэх. Эдгээр механизмууд нь артерийн цусыг венийн цус болон эсрэгээр хувиргах, түүнчлэн pCO2 өөрчлөгдөх үед ажилладаг.
Гемоглобин нь чөлөөт амин бүлгүүдийг ашиглан нүүрстөрөгчийн давхар ислийг холбож, карбогемоглобин үүсгэдэг.
R-NH2 + CO2 - R-NHCOOH
Тиймээс хүчлийн "түрэмгийллийн" үед карбонатын буфер систем дэх NHC03 нь шүлтлэг уураг, фосфат, гемоглобины давсаар нөхөгддөг.
Эритроцит ба плазмын хооронд Cl ба HCO3-ийн солилцоо нь CBS-ийг хадгалахад маш чухал юм. Цусны сийвэн дэх нүүрстөрөгчийн давхар ислийн концентраци ихсэх тусам хлорын ионууд цусны улаан эсэд ордог тул түүний доторх Cl-ийн концентраци буурдаг. Сийвэн дэх Cl-ийн гол эх үүсвэр нь NaCl юм. H2CO3-ийн концентраци нэмэгдэхийн хэрээр Na+ ба Cl- хоорондын холбоо тасарч, тэдгээрийн хуваагдал үүсдэг бөгөөд хлорын ионууд эритроцитуудад нэвтэрч, натрийн ионууд цусны сийвэн дэх үлддэг, учир нь эритроцитийн мембран нь тэдгээрийг бараг нэвчдэггүй. Үүний зэрэгцээ үүссэн илүүдэл Na+ нь илүүдэл HCO3-тэй нийлж, натрийн бикарбонатыг үүсгэж, цусыг хүчиллэгжүүлэх явцад алдагдлыг нөхөж, улмаар цусны рН-ийг тогтмол байлгадаг.
Цусан дахь pCO2-ийн бууралт нь эсрэг үйл явцыг үүсгэдэг: хлорын ионууд нь цусны улаан эсийг орхиж, NaHC03-аас ялгарах илүүдэл натрийн ионуудтай нэгдэж, цусыг шүлтжүүлэхээс сэргийлдэг.
CBS-ийг хадгалахад чухал үүрэг нь эд эсийн буфер системд хамаардаг - тэдгээр нь карбонат ба фосфатын буферийн системийг агуулдаг. Гэсэн хэдий ч маш их хэмжээний хүчил, шүлтийг холбох чадвартай эд эсийн уураг онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг.
CBS-ийн зохицуулалтад ижил чухал үүрэг нь эд, ялангуяа элэг, бөөр, булчинд тохиолддог гомеостатик бодисын солилцооны үйл явц юм. Жишээлбэл, органик хүчлүүд нь бие махбодоос амархан ялгардаг дэгдэмхий хүчил үүсгэдэг (гол төлөв нүүрстөрөгчийн давхар исэл хэлбэрээр) эсвэл уургийн солилцооны бүтээгдэхүүнтэй нийлж хүчиллэг шинж чанараа бүрэн эсвэл хэсэгчлэн алддаг.
Булчингийн эрчимтэй ажлын явцад их хэмжээгээр үүсдэг сүүн хүчлийг гликоген, кетон биеийг дээд өөхний хүчил, дараа нь өөх тос гэх мэт дахин нэгтгэж болно. Органик бус хүчлүүдийг кали, натрийн давсаар саармагжуулж, амин хүчлийг аммиакаар саармагжуулж, аммонийн давс үүсгэдэг.
Шүлтийг эд эсийн рН өөрчлөгдөх үед гликогенээс эрчимтэй үүсдэг лактатаар саармагжуулж болно. Липид дэх хүчтэй хүчил, шүлтийг уусгах, тэдгээрийг янз бүрийн органик бодисоор задрахгүй, уусдаггүй давс болгон холбох, янз бүрийн эд эсийн эсүүд болон цусны хооронд ион солилцох зэргээс шалтгаалан CBS хадгалагдана.
Эцсийн эцэст хүчил-суурь гомеостазыг хадгалахад шийдвэрлэх холбоос нь эсийн бодисын солилцоо юм, учир нь анион ба катионуудын мембраны урсгал ба тэдгээрийн эсийн гаднах болон эсийн доторх секторуудын хооронд тархах нь эсийн үйл ажиллагааны үр дүн бөгөөд энэ үйл ажиллагааны хэрэгцээ шаардлагад нийцдэг.
Физиологийн гомеостатик механизмууд
Хүчил-суурь гомеостазыг хадгалахад физиологийн гомеостазын механизм чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд үүнд уушиг, бөөр тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг." Бодисын солилцооны явцад үүссэн органик хүчил буюу биед гаднаас орж ирдэг хүчил нь цусны буфер системийн ачаар нүүрстөрөгчийн давхар ислийг түүний суурьтай нэгдлүүдээс гаргаж, үүнээс үүссэн илүүдэл CO2 нь уушигнаас ялгардаг.
Нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь хүчилтөрөгчөөс 20 дахин илүү эрчимтэй тархдаг. Энэ үйл явцыг хоёр механизмаар хөнгөвчилдөг.
гемоглобины оксигемоглобин руу шилжих (оксигемоглобин нь илүү хүчтэй хүчил болох CO2-ийг цуснаас зайлуулдаг);
Уушигны нүүрстөрөгчийн ангидразын нүүрстөрөгчийн ангидразын үйлдэл
n2co3 - co2+ n2o.
Уушигны биеэс ялгарах нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хэмжээ нь амьсгалын давтамж, далайцаас хамаардаг бөгөөд бие дэх нүүрстөрөгчийн давхар ислийн агууламжаар тодорхойлогддог.
CBS-ийг хадгалахад бөөрний оролцоо нь голчлон хүчил ялгаруулах үйл ажиллагаагаар тодорхойлогддог. Хэвийн нөхцөлд бөөр нь рН нь 5.0-7.0 хооронд хэлбэлздэг шээс ялгаруулдаг. Шээсний рН нь 4.5 хүрэх боломжтой бөгөөд энэ нь цусны сийвэнтэй харьцуулахад H+ 800 дахин их байгааг харуулж байна. Бөөрний проксимал ба дистал хоолойд шээсний хүчиллэгжилт нь H+ шүүрлийн үр дагавар юм (ацидогенез). Энэ процесст чухал үүрэг нь бөөрний хоолойн хучуур эдийн нүүрстөрөгчийн ангидраз юм. Энэхүү фермент нь нүүрстөрөгчийн хүчлийн усжилт ба усгүйжүүлэлтийн удаан урвалын хоорондох тэнцвэрт байдлыг хурдасгадаг.
нүүрстөрөгчийн ангидраз
n2co3 - n2o + co2
РН буурах тусам катализаторгүй H2CO3 > H2 + HCO3-ийн хэмжээ нэмэгддэг. Ацидогенезийн ачаар фосфатын буферийн хүчиллэг бүрэлдэхүүн хэсгүүд (H + + HP04 2- > H2PO4-) болон сул органик хүчлүүд (сүүн, нимбэг, β-гидроксибутирик гэх мэт) биеэс гадагшилдаг. Бөөрний хоолойн хучуур эдээр H + ялгарах нь эрчим хүчний зардал бүхий цахилгаан химийн градиентийн эсрэг явагддаг бөгөөд үүнтэй ижил хэмжээний Na + дахин шингээлт үүсдэг (Na + дахин шингээлт буурах нь ацидогенезийн бууралт дагалддаг). Ацидогенезийн улмаас дахин шингэсэн Na+ нь бөөрний хоолойн хучуур эдээс ялгардаг HCO3-тай хамт цусан дахь натрийн бикарбонатыг үүсгэдэг.
Na + + HC03 - > NaHC03
Бөөрний хоолойн хучуур эдээс ялгардаг H+ ионууд нь буфер нэгдлүүдийн анионуудтай харилцан үйлчилдэг. Ацидогенез нь голчлон карбонат ба фосфатын буферийн анионууд, сул органик хүчлүүдийн анионуудыг ялгаруулдаг.
Хүчтэй органик болон органик бус хүчлүүдийн анионууд (CI-, S0 4 2-) аммониогенезийн улмаас биеэс биеэс гадагшилдаг бөгөөд энэ нь хүчил ялгаралтыг баталгаажуулж, шээсний рН-ийг дистал хоолойн эгзэгтэй түвшнээс доош бууруулахаас хамгаалдаг. цуглуулах суваг. Глутамин (60%) болон бусад амин хүчлүүд (40%) нь бөөрний хоолойн хучуур эдэд үүссэн NH3 нь хоолойн хөндийгөөр орж, ацидогенезийн үед үүссэн H+-тэй нийлдэг. Тиймээс аммиак нь устөрөгчийн ионуудыг холбож, аммонийн давс хэлбэрээр хүчтэй хүчлүүдийн анионуудыг зайлуулдаг.
Аммониогенез нь ацидогенезтэй нягт холбоотой байдаг тул шээс дэх аммонийн концентраци нь түүний доторх H + агууламжаас шууд хамаардаг: цусны хүчиллэгжилт нь гуурсан хоолойн шингэний рН буурч, аммиакийн тархалтыг дэмждэг. эсүүд. Аммонийн ялгаралт нь түүний үйлдвэрлэлийн хурд, шээсний урсгалын хурдаар тодорхойлогддог.
Хлорид нь бөөрөөр хүчлийн ялгаралтыг зохицуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг - HCO3-ийн дахин шингээлт ихсэх нь хлоридын дахин шингээлт ихсэх замаар дагалддаг. Хлорын ион нь натрийн катионыг идэвхгүй дагадаг. Хлоридын тээвэрлэлтийн өөрчлөлт нь H+ ионуудын шүүрэл ба HCO3-ийн дахин шингээлтийн анхдагч өөрчлөлтийн үр дагавар бөгөөд хоолойн шээсний цахилгаан саармаг байдлыг хадгалах хэрэгцээтэй холбоотой юм.
Ацидоз ба аммониогенезээс гадна цусны хүчиллэгжих үед Na+-ийг хадгалахад калийн шүүрэл чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.Цусны рН буурах үед эсээс ялгардаг кали нь бөөрний гуурсан хоолойн хучуур эдээр эрчимтэй ялгардаг ба нэгэн зэрэг нэмэгддэг. Na+-ийн дахин шингээлт - энэ нь минералокортикоидуудын зохицуулалтын нөлөөнд нөлөөлдөг: альдостерон ба дезоксикортикостерон. Ер нь бөөр нь ихэвчлэн хүчиллэг бодисын солилцооны бүтээгдэхүүнийг ялгаруулдаг боловч биед агуулагдах суурийн хэмжээ ихсэх тусам бикарбонат ба үндсэн фосфатын шүүрэл ихэссэнээс шээсний урвал илүү шүлтлэг болдог.
Ходоод гэдэсний зам нь CBS-ийн ялгаралтыг зохицуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ходоодонд давсны хүчил үүсдэг: H+ нь ходоодны хучуур эдээс, CI- нь цуснаас гардаг. Ходоодны шүүрлийн үед хлоридын оронд бикарбонат цусанд ордог боловч CI- ходоодны шүүс цусанд дахин шингэдэг тул цус шүлтжихгүй.Гэдсэнд гэдэсний салст бүрхүүлийн хучуур эд нь бикарбонатаар баялаг шүлтлэг шүүсийг ялгаруулдаг. . Энэ тохиолдолд H+ нь HCl хэлбэрээр цусанд ордог. Урвалын богино хугацааны шилжилт нь гэдэс дотор NaHC03-ийг дахин шингээх замаар нэн даруй тэнцвэрждэг. Гэдэсний зам нь биеэс голчлон К+ ба нэг валент катионуудыг төвлөрүүлж ялгаруулдаг бөөрөөс ялгаатай нь бие махбодоос хоёр валент шүлтлэг ионуудыг төвлөрүүлж, зайлуулдаг.Хүчиллэг хооллолттой бол голчлон Ca2+, Mg2+-ийн ялгаралт нэмэгддэг бөгөөд шүлтлэг хооллолт, бүх катионуудын ялгаралт нэмэгддэг.
2. Цусны буфер систем. РН-ийн гомеостазыг хадгалахад буфер системийн үүрэг. Хүчиллэг суурь төлөв. Ацидоз ба алкалозын тухай ойлголт.
Бие махбодид хүчил үүсэх нь үндсэн нэгдлүүд үүсэхээс давамгайлдаг.
Бие дэх H+-ийн эх үүсвэр:
1. дэгдэмхий хүчил H2CO3, уургийн исэлдэлтийн үед өдөрт 10-20 мянган ммоль CO2, F, U.
2.өдөрт дэгдэмхий бус хүчил. 70 ммоль:
Органик фосфатыг (нуклеотид, PL, фосфопротейн) задлах үед фосфор.
Исэлдэлтийн үед хүхэрлэг, давслаг Б
3.org.k-та: сүү, кетон бие, PVC гэх мэт.
Буфер эсүүд, физиологийн хяналт (бөөрний ялгаруулах үйл ажиллагаа, уушигны амьсгалын үйл ажиллагаа) -ын оролцоотойгоор рН нь бага зэрэг шүлтлэг түвшинд хадгалагддаг.
Хендерсон-Хессельбахын тэгшитгэл: рН = pKa + log [протон аккумлятор]/[протон донор].
(давс) (хүчил)
Аливаа буфер нь хүчил-суурь хосолсон коньюгатаас бүрдэнэ: протон донор + хүлээн авагч.
Буферийн багтаамж: буферийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үнэмлэхүй концентрацаас хамаарна.
Бикарбонат.
10% буфер цусны багтаамж.
Цусны рН (7.4) хэвийн үед цусны сийвэн дэх бикарбонатын HCO 3-ийн концентраци нь CO 2-ийн концентрациас ойролцоогоор 20 дахин их байдаг. Бикарбонатын буфер систем нь рН-ийн 7.4 мужид үр дүнтэй зохицуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
Энэ системийн үйл ажиллагааны механизм нь цусанд харьцангуй их хэмжээний хүчиллэг бүтээгдэхүүн ялгарах үед устөрөгчийн ионууд H + нь бикарбонатын ионууд HCO 3 -тэй харилцан үйлчилдэг бөгөөд энэ нь сул диссоциацтай нүүрстөрөгчийн хүчил H 2 CO 3 үүсэхэд хүргэдэг. H 2 CO 3-ийн концентраци дараагийн бууралт нь уушигны хэт агааржуулалтын үр дүнд CO 2-ийг түргэсгэх үр дүнд бий болдог (цусны сийвэн дэх H 2 CO 3 концентрацийг дараахь байдлаар тодорхойлно гэдгийг санаарай. цулцангийн хийн хольц дахь CO 2-ийн даралт).
Хэрэв цусан дахь суурийн хэмжээ ихсэх юм бол тэдгээр нь сул нүүрстөрөгчийн хүчилтэй харилцан үйлчилж, бикарбонатын ион, ус үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд рН-ийн утгад мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарахгүй. Нэмж дурдахад, буфер системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын харьцааг хэвийн байлгахын тулд энэ тохиолдолд хүчил-суурь тэнцвэрийг зохицуулах физиологийн механизмууд идэвхждэг: цусны сийвэн дэх тодорхой хэмжээний CO 2 нь гиповентиляцийн үр дүнд хуримтлагддаг. уушиг.
NaHCO3 + H+ → Na+ + H2CO3
Бөөрөнд ↓нүүрстөрөгчийн ангидраз
↓уушигны агааржуулалт нэмэгдсэн
Фосфат нь H 2 PO 4 - ион (протон донор) ба HPO 4 2 - ион (протон хүлээн авагч) -аас бүрдэх хүчил-суурь хосолсон хос юм:
Фосфатын буфер систем нь цусны буферийн багтаамжийн ердөө 1% -ийг бүрдүүлдэг. Цусыг оролцуулаад эсийн гаднах шингэнд [HPO 4 2– ]: [H 2 PO 4 – ] харьцаа 4:1 байна. Фосфатын системийн буферийн нөлөө нь устөрөгчийн ионуудыг HPO 4 2- ионуудтай холбож H 2 PO 4 – (H + + + HPO 4 2– -> H 2 PO 4 –) үүсгэх боломж дээр суурилдаг. H 2 PO ионтой OH – ионууд 4 – (OH – + + H 2 R O 4 – -> HPO 4 2– + H 2 O). Буфер хос (H 2 PO 4 – –HPO 4 2–) нь рН-ийн 6.1-ээс 7.7 хүртэлх өөрчлөлтөд нөлөөлөх чадвартай бөгөөд эсийн доторх шингэний тодорхой буферийн багтаамжийг хангаж чаддаг бөгөөд рН нь мужид байдаг. 6.9–7, 4. Цусан дахь фосфатын буферийн хамгийн их хүчин чадал нь рН-ийн 7.2 утга орчимд илэрдэг.
1 ба 2 - гаралт.
Цусны сийвэн дэх COR-ийг хадгалахад уураг нь бусад буфер системээс бага ач холбогдолтой. Уургийн молекул дахь хүчил-суурь бүлгүүд байдаг тул уураг нь буфер системийг үүсгэдэг: уураг-H + (хүчил, протоны донор) ба уураг (коньюгат суурь, протоны хүлээн авагч). Цусны сийвэн дэх уургийн буфер систем нь рН 7.2-7.4 хооронд үр дүнтэй байдаг.
Гемоглобины буфер систем нь цусан дахь хамгийн хүчирхэг буфер систем юм. Энэ нь бикарбонатын буферээс 9 дахин хүчтэй; Энэ нь цусны нийт буферийн багтаамжийн 75% -ийг эзэлдэг. нь ионжуулаагүй гемоглобины HHb (сул органик хүчил, протоны донор) ба гемоглобины калийн давс (коньюгат суурь, протоны хүлээн авагч) -аас бүрдэнэ. Оксигемоглобины буфер системийг мөн адил авч үзэж болно. Гемоглобины систем ба оксигемоглобины систем нь хоорондоо хөрвөх боломжтой систем бөгөөд нэгдмэл байдлаар оршдог.
Үйлдлийн механизм:
Эдэд: H2O + CO2 (нүүрстөрөгчийн ангидраз) -> H2CO3 -> H + + HCO3 - (цусны сийвэн рүү тархдаг)
KNvO2 ->KNv + 4O2
KHb + 2H+ -> HHb + 2K+ (K-гемоглобин нь H+ ионыг саармагжуулдаг)
Уушиганд: HHb + 4O2 -> 2H+ + HbO2
2H+ + HBO2 + 2K+ + 2HCO3- ->KHBO2 + 2H2CO3 (нүүрстөрөгчийн ангидраз) ->H2O + 2CO2
рН ба CO2-ийн концентраци нь немоглобины нөлөөгөөр O2 ялгарах, холбоход нөлөөлдөг - Борын нөлөө.
Протон CO2-ийн концентрацийг нэмэгдүүлэх нь O2 ялгаралтыг дэмжиж, O2-ын концентрацийг нэмэгдүүлэх нь CO2 болон протоны ялгаралтыг идэвхжүүлдэг.
5167 0
Хүчил-суурь төлөв (ABS) нь биеийн гомеостазын маш чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг бөгөөд бодисын солилцооны процесст ферментийн катализаторын оновчтой үйл ажиллагааны зайлшгүй нөхцөл юм. Бодисын солилцооны явцад янз бүрийн хүчил, суурь үүсдэг бөгөөд тэдгээрийг гаднаас нь оруулдаг. Төрөл бүрийн эрхтнүүдийн эмгэг нь CBS-ийн үйл ажиллагааг тасалдуулахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь бие махбодид янз бүрийн эмгэг өөрчлөлтүүдийг үүсгэдэг. Зарим тохиолдолд KOS үзүүлэлтүүд нь мэдээллийн технологийн үр ашгийн нэлээд үнэн зөв шалгуур болдог. Тиймээс CBS-ийн физиологийн зохицуулалт, эмгэгийн механизмыг мэдэж, тэдний нөхцөл байдлыг үнэлж, эмгэгээс урьдчилан сэргийлэх, засах ажлыг зөв хийх чадвартай байх шаардлагатай.
Оношлогоо
CBS үзүүлэлтүүдийн утгыг физик-химийн урвал, хүчирхэг системийн нейрохуморал механизмаар нарийн хязгаарт хадгалдаг.
- буфер (гемоглобин, уураг, бикарбонат гэх мэт)
- функциональ (уушиг, бөөр, элэг, ходоод гэдэсний зам).
РН өөрчлөгдөхөд биеийн буфер системүүд, дараа нь функциональ системүүд шууд хариу үйлдэл үзүүлдэг. Сүүлчийн хамгийн их нөхөн олговор нь удаан байдаг (уушиг - ойролцоогоор 12-24 цаг, бөөр - долоо хоног орчим). Тиймээс CBS-ийг үнэлэхийн тулд та буфер систем дэх чанарын болон тоон өөрчлөлтийг мэдэх хэрэгтэй (ялангуяа цусны нийт буферийн багтаамжийн 73-76% -ийг эзэлдэг гемоглобин, маш хөдөлгөөнтэй, бикарбонатыг тусгадаг. бусад буфер системийн төлөв). KOS-ийн үндсэн үзүүлэлтүүд: pHa - одоогийн рН, BEa - илүүдэл суурь, PaCO2 - агаар нэвтрэхгүйгээр 38 ° C-ийн температурт артерийн цусан дахь CO2-ийн хурцадмал байдал.
Хүний хэвийн рН-ийн утга нь 7.36-7.44 байна. Амьдралд тохирсон эмгэгийн хазайлтын хязгаар нь 6.8-8.0 байна. РН-ийн бууралт нь хүчиллэгийг илтгэнэ, ихсэх нь шүлтлэгийг илтгэнэ. Тэдэнд хүргэдэг нөхцөл байдлыг ацидоз эсвэл алкалоз гэж нэрлэдэг. рН нь нөхөн төлбөрийн түвшинг илэрхийлдэг боловч CBS-ийн шилжилтийн мөн чанарыг илэрхийлдэггүй.
Хэвийн утга нь BEa±2.3 ммоль/л байна. Эмгэг судлалын хувьд BEa-ийн утга нь ±15 ммоль/л дотор хэлбэлзэж болно. BEA нь CBS-ийн бодисын солилцооны бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд буурах эсвэл ихсэх нь бодисын солилцооны ацидоз эсвэл алкалозыг илтгэнэ. BE нь амьсгалын замын эмгэгийн нөхөн олговрыг өөрчилж болно.
Хүчил шүлтийн гомеостазын тухай ойлголт, түүний үндсэн үзүүлэлтүүд. Биеийн дотоод орчны рН-ийг тогтворжуулах үүрэг. Хүчил-суурь гомеостазын параметрүүдийг тогтмол байлгах функциональ систем. Амьдралын рН-ийг тогтмол байлгахын ач холбогдол. РН тогтворжуулахад гадаад амьсгал, бөөр, цусны буферийн үүрэг.
РН-ийн тухай ойлголт, эсийн доторх бодисын солилцоог хэрэгжүүлэх дотоод орчны рН-ийн тогтмол байдлын үүрэг.
Хүчил суурьтай гомеостаз
Хүчил-суурь тэнцвэр нь биеийн дотоод орчны физик, химийн хамгийн чухал үзүүлэлтүүдийн нэг юм. Биеийн дотоод орчин дахь устөрөгч ба гидроксил ионуудын харьцаа нь ферментийн идэвхжил, исэлдэлтийн урвалын чиглэл, эрч хүч, уургийн задрал, нийлэгжилт, нүүрс ус, өөх тосны гликолиз, исэлдэлтийн үйл явц, үйл ажиллагааг ихээхэн тодорхойлдог. эрхтнүүдийн тоо, рецепторуудын зуучлагчдад мэдрэмтгий байдал, мембраны нэвчилт гэх мэт. Хүрээлэн буй орчны урвалын идэвхжил нь гемоглобины хүчилтөрөгчийг холбож, эд эсэд гаргах чадварыг тодорхойлдог. Хүрээлэн буй орчны урвал өөрчлөгдөхөд эсийн коллоид ба эс хоорондын бүтцийн физик-химийн шинж чанар өөрчлөгддөг - тэдгээрийн тархалт, гидрофили, шингээх чадвар болон бусад чухал шинж чанарууд.
Биологийн орчинд устөрөгч ба гидроксил ионуудын идэвхтэй массын харьцаа нь биеийн шингэн дэх хүчил (протоны донор) ба буфер суурийн (протоны хүлээн авагч) агууламжаас хамаарна. Хүрээлэн буй орчны идэвхтэй урвалыг ионуудын аль нэгээр (H +) эсвэл (OH -), ихэвчлэн H + ионоор үнэлэх нь заншилтай байдаг. Хүний биед агуулагдах H+ агууламж нь нэг талаас уураг, өөх тос, нүүрс усны солилцооны явцад нүүрстөрөгчийн давхар ислээр шууд болон шууд бус үүсэх замаар, нөгөө талаас бие махбодид орох эсвэл түүнээс ялгарах замаар тодорхойлогддог. дэгдэмхий бус хүчил буюу нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хэлбэр. CH+-ийн харьцангуй бага өөрчлөлтүүд нь физиологийн процессыг тасалдуулж, тодорхой хязгаараас хэтэрсэн өөрчлөлтүүд нь организмын үхэлд хүргэдэг. Үүнтэй холбогдуулан хүчил-суурь тэнцвэрийн төлөв байдлыг тодорхойлдог рН-ийн утга нь цусны хамгийн "хатуу" үзүүлэлтүүдийн нэг бөгөөд хүний хувьд нарийн хязгаарт - 7.32-аас 7.45 хооронд хэлбэлздэг. РН-ийн 0.1-ийн өөрчлөлт нь тогтоосон хязгаараас хэтрэх нь амьсгалын зам, зүрх судасны систем гэх мэт үйл ажиллагаанд мэдэгдэхүйц эмгэг үүсгэдэг; рН-ийн 0.3-аар буурах нь хүчиллэг кома үүсгэдэг бөгөөд рН-ийн 0.4-ээр шилжих нь амьдралд нийцэхгүй байдаг.
Бие дэхь хүчил ба суурийн солилцоо нь ус, электролитийн солилцоотой нягт холбоотой байдаг. Эдгээр бүх төрлийн солилцоо нь электрон саармаг байдал, изосмоляр чанар, физиологийн физиологийн механизмаар нэгддэг. Плазмын хувьд цахилгаан саармаг байдлын хуулийг Хүснэгтийн өгөгдлөөр дүрсэлж болно. 20.
Плазмын катионуудын нийт хэмжээ 155 ммоль/л, үүнээс 142 ммоль/л нь натри юм. Анионуудын нийт хэмжээ мөн 155 ммоль/л, үүнээс 103 ммоль/л нь сул суурь С1 - ба 27 ммоль/л нь HCO - 3 (хүчтэй суурь) -ийн эзлэх хувь юм. G. Ruth (1978) HCO - 3 ба уургийн анионууд (ойролцоогоор 42 ммоль/л) нь сийвэнгийн үндсэн буфер суурийг бүрдүүлдэг гэж үздэг. Цусны сийвэн дэх устөрөгчийн ионы агууламж ердөө 40·10 -6 ммоль/л байдаг тул цус нь сайн буфертэй уусмал бөгөөд бага зэрэг шүлтлэг урвалтай байдаг. Уургийн анионууд, ялангуяа HCO-3 ион нь нэг талаас электролитийн солилцоо, нөгөө талаас хүчил-суурь тэнцвэртэй нягт холбоотой байдаг тул тэдгээрийн концентрацийн өөрчлөлтийг зөв тайлбарлах нь ойлгоход чухал юм. электролит, ус ба H + солилцоонд тохиолддог процессууд.
