Homeostasis adalah salah satu sifat utama makhluk hidup untuk mengekalkan dinamik relatif
ketekalan persekitaran dalaman i.e. komposisi kimia, osmotik
tekanan, kestabilan fungsi fisiologi asas.
Ini adalah keupayaan tubuh untuk mengekalkan kestabilan relatif persekitaran dalaman (darah, limfa, cecair antara sel).
Tubuh manusia menyesuaikan diri dengan keadaan persekitaran yang sentiasa berubah, tetapi persekitaran dalaman kekal malar dan penunjuknya berubah-ubah dalam had yang sangat sempit. Oleh itu, seseorang boleh hidup dalam keadaan persekitaran yang berbeza. Beberapa parameter fisiologi dikawal terutamanya dengan teliti dan halus, contohnya, suhu badan, tekanan darah, glukosa, gas, garam, ion kalsium dalam darah, keseimbangan asid-bes, isipadu darah, tekanan osmotiknya, selera makan, dan lain-lain lagi. Peraturan dijalankan berdasarkan prinsip maklum balas negatif antara reseptor yang mengesan perubahan dalam penunjuk dan sistem kawalan ini. Oleh itu, penurunan dalam salah satu parameter ditangkap oleh reseptor yang sepadan, dari mana impuls dihantar ke satu atau lain struktur otak, atas perintah yang sistem saraf autonomi menghidupkan mekanisme kompleks untuk menyamakan perubahan yang telah berlaku. . Otak menggunakan dua sistem utama untuk mengekalkan homeostasis: autonomik dan endokrin.
Salah satu parameter fizikokimia yang paling penting bagi persekitaran dalaman ialah keseimbangan asid-bes .
Reaksi kuantitatif darah mencirikan indeks hidrogen (pH) - logaritma perpuluhan negatif kepekatan hidrogen dan ion.
Kebanyakan penyelesaian dalam badan adalah penyelesaian penimbal, di mana pH tidak berubah apabila sejumlah kecil asid atau alkali kuat ditambah kepada mereka.
Cecair tisu, darah, air kencing dan cecair lain adalah larutan penampan.
Penunjuk pH cecair badan jelas menunjukkan berapa banyak Na, Mg, Ca, K diserap. 4 komponen ini mengawal keasidan badan. Jika keasidan tinggi, bahan mula dipinjam dari organ dan rongga lain. Untuk menjalankan semua fungsi struktur hidup di semua peringkat dari sistem molekul hingga organ, persekitaran yang sedikit beralkali (pH 7.4) diperlukan.
Malah penyelewengan yang sedikit dari nilai normal boleh menyebabkan patologi.
Perubahan pH: kepada berasid – asidosis
kepada alkali - alkalosis
Anjakan 0.1 boleh membawa kepada gangguan alam sekitar, dan anjakan 0.3 boleh mengancam nyawa.
Tahap pH darah dan cecair dalaman lain. Metabolisme dan metabolit.
Piawaian untuk cecair dalaman:
Darah arteri 7.35 – 7.45
Darah vena 7.26 – 7.36
Limfa 7.35 – 7.40
Cecair antara sel 7.26 – 7.38
Urin pH 5-7 (perubahan keasidan bergantung kepada pengambilan makanan dan aktiviti fizikal. Kealkalian air kencing - makanan tumbuhan; keasidan air kencing - daging, aktiviti fizikal).
Penyimpangan dan norma:
- Tindak balas cecair berasid
Puasa, suhu badan meningkat, kencing manis, fungsi buah pinggang terjejas, kerja fizikal yang berat.
- Tindak balas alkali
Keradangan pundi kencing, diet miskin dalam produk daging, air mineral yang berlebihan, darah dalam air kencing.
Mana-mana organisma dicirikan oleh satu set penunjuk yang menilai sifat fizikokimia persekitaran dalaman, kecuali pH, yang dianggarkan oleh logaritma perpuluhan songsang p dan p, serta isipadu strok jantung, denyutan jantung, darah. tekanan, kelajuan aliran darah, rintangan vaskular periferi, isipadu minit pernafasan dll. Keseluruhan penunjuk ini mencirikan tahap fungsi badan.
Metabolisme ialah satu set tindak balas kimia yang berlaku dalam sel hidup dan
membekalkan badan dengan bahan dan tenaga untuk metabolisme asas.
Metabolit adalah produk metabolisme intrasel yang tertakluk kepada penyingkiran akhir dari badan.
Keadaan asid-bes adalah salah satu parameter fizikal dan kimia yang paling penting dalam persekitaran dalaman badan. Dalam badan orang yang sihat, asid sentiasa terbentuk setiap hari semasa proses metabolik - kira-kira 20,000 mmol asid karbonik (H 2 C0 3) dan 80 mmol asid kuat, tetapi kepekatan H + turun naik dalam julat yang agak sempit. Biasanya, pH cecair ekstraselular ialah 7.35-7.45 (45-35 nmol/l), dan pH cecair intrasel secara purata ialah 6.9. Pada masa yang sama, perlu diperhatikan bahawa kepekatan H+ di dalam sel adalah heterogen: ia berbeza dalam organel sel yang sama.
H+ adalah reaktif sehingga satu tahap yang walaupun perubahan jangka pendek dalam kepekatannya dalam sel boleh menjejaskan aktiviti sistem enzim dan proses fisiologi dengan ketara; Walau bagaimanapun, biasanya, sistem penampan dihidupkan serta-merta, melindungi sel daripada turun naik pH yang tidak menguntungkan. Sistem penimbal boleh mengikat, atau, sebaliknya, melepaskan H+ serta-merta sebagai tindak balas kepada perubahan dalam keasidan cecair intrasel. Sistem penampan juga beroperasi pada tahap badan secara keseluruhan, tetapi akhirnya peraturan pH badan ditentukan oleh fungsi paru-paru dan buah pinggang.
Jadi, apakah keadaan asid-bes (syn.: keseimbangan asid-bes; keadaan asid-bes; keseimbangan asid-bes; homeostasis asid-bes)? Ini adalah ketekalan relatif nilai pH persekitaran dalaman badan, disebabkan oleh tindakan gabungan penampan dan beberapa sistem fisiologi badan.
Keseimbangan asid-bes ialah ketekalan relatif indeks hidrogen (pH) negara dalaman badan, disebabkan oleh tindakan gabungan penampan dan beberapa sistem fisiologi, yang menentukan kegunaan transformasi metabolik dalam sel-sel badan (Big Ensiklopedia Perubatan, jilid 10, hlm. 336).
Nisbah ion hidrogen dan hidroksil dalam persekitaran dalaman badan bergantung kepada:
1) aktiviti enzim dan keamatan tindak balas redoks;
2) proses hidrolisis dan sintesis protein, glikolisis dan pengoksidaan karbohidrat dan lemak;
3) sensitiviti reseptor kepada mediator;
4) kebolehtelapan membran;
5) keupayaan hemoglobin untuk mengikat oksigen dan melepaskannya ke tisu;
6) ciri fizikokimia koloid dan struktur antara sel: tahap penyebarannya, hidrofilia, keupayaan penjerapan;
7) fungsi pelbagai organ dan sistem.
Nisbah H+ dan OH- dalam media biologi bergantung kepada kandungan asid (penderma proton) dan bes penampan (penerima proton) dalam cecair badan. Tindak balas aktif medium dinilai oleh salah satu ion (H+ atau OH-), selalunya oleh H+. Kandungan H+ dalam badan bergantung kepada pembentukannya semasa metabolisme protein, lemak dan karbohidrat, serta kemasukannya ke dalam badan atau penyingkiran daripadanya dalam bentuk asid tidak meruap atau karbon dioksida.
Nilai pH, yang mencirikan keadaan CBS, adalah salah satu parameter darah yang paling "keras" dan berbeza-beza pada manusia dalam had yang sangat sempit: dari 7.35 hingga 7.45. Peralihan pH 0.1 melebihi had yang ditentukan menyebabkan gangguan yang ketara dalam pernafasan, sistem kardiovaskular, dsb., penurunan pH 0.3 menyebabkan koma asidotik, dan anjakan pH 0.4 selalunya tidak serasi dengan kehidupan.
Pertukaran asid dan bes dalam badan berkait rapat dengan pertukaran air dan elektrolit. Semua jenis metabolisme ini disatukan oleh undang-undang neutraliti elektrik, isosmolariti dan mekanisme fisiologi homeosgatik.
Jumlah keseluruhan kation plasma ialah 155 mmol/l (Na+ -142 mmol/l; K+ - 5 mmol/l; Ca2+ - 2.5 mmol/l; Mg2+ - 0.5 mmol/l; unsur lain - 1.5 mmol/l ) dan jumlah anion yang sama terkandung (103 mmol/l - asas lemah Cl-; 27 mmol/l - bes kuat HC03-; 7.5-9 mmol/l - anion protein; 1.5 mmol/l - anion fosfat; 0. 5 mmol/ l - sulfatanion; 5 mmol/l - asid organik). Oleh kerana kandungan H+ dalam plasma tidak melebihi 40x106 mmol/l, dan asas penimbal utama plasma HCO3- dan anion protein adalah kira-kira 42 mmol/l, darah dianggap sebagai medium penampan yang baik dan mempunyai tindak balas yang sedikit beralkali.
Protein dan HCO3- anion berkait rapat dengan metabolisme elektrolit dan CBS. Dalam hal ini, tafsiran yang betul tentang perubahan dalam kepekatannya adalah penting untuk menilai proses yang berlaku dalam pertukaran elektrolit, air dan H+. CBS disokong oleh sistem penimbal darah dan tisu serta mekanisme pengawalseliaan fisiologi, yang melibatkan paru-paru, buah pinggang, hati dan saluran gastrousus.
Mekanisme homeostatik fizikokimia
Mekanisme homeostatik fizikokimia termasuk sistem penampan darah dan tisu dan, khususnya, sistem penampan karbonat. Apabila badan terdedah kepada faktor yang mengganggu (asid, alkali), pengekalan homeostasis asid-bes dipastikan, pertama sekali, oleh sistem penampan karbonat yang terdiri daripada asid karbonik lemah (H 2 CO3) dan garam natrium anionnya. (NaHCO3) dalam nisbah 1:20. Apabila penimbal ini bersentuhan dengan asid, yang terakhir dinetralkan oleh komponen alkali penimbal dengan pembentukan asid karbonik lemah: NaHC03 + HCl > NaCl + H2C03
Asid karbonik terurai kepada CO2 dan H20. CO2 yang terhasil merangsang pusat pernafasan, dan karbon dioksida yang berlebihan dikeluarkan dari darah dengan udara yang dihembus. Penampan karbonat juga mampu meneutralkan lebihan bes dengan mengikat dengan asid karbonik untuk membentuk NaHCO3 dan perkumuhan seterusnya oleh buah pinggang:
NaOH + H2C03 > NaHCO + H20.
Graviti tentu penampan karbonat adalah kecil dan berjumlah 7-9% daripada jumlah kapasiti penampan darah, bagaimanapun, penampan ini menduduki tempat utama dalam kepentingannya dalam sistem penimbal darah, kerana ia adalah yang pertama masuk ke dalam. bersentuhan dengan faktor yang mengganggu dan berkait rapat dengan sistem penampan lain dan mekanisme pengawalseliaan fisiologi. Oleh itu, sistem penampan karbonat adalah penunjuk sensitif CBS, jadi penentuan komponennya digunakan secara meluas untuk mendiagnosis gangguan CBS.
Sistem penimbal kedua plasma darah ialah penimbal fosfat yang dibentuk oleh garam fosfat monobes (asid lemah) dan dibasik (bes kuat): NaH2P04 dan Na2HP04 dalam nisbah 1:4. Penampan fosfat bertindak serupa dengan penimbal karbonat. Peranan penstabilan penampan fosfat dalam darah adalah tidak penting; ia memainkan peranan yang lebih besar dalam pengawalan renal homeostasis asid-bes, serta dalam pengawalan tindak balas aktif beberapa tisu. Penampan fosfat dalam darah memainkan peranan penting dalam mengekalkan ACR dan pembiakan penimbal bikarbonat:
H2CO3 + Na2HPO4 > NaHC03 + NaH2PO 4 i.e. H2C03 berlebihan dihapuskan, dan kepekatan NaHC03 meningkat, dan nisbah H2C03/NaHC03 kekal malar pada 1:20.
Sistem penimbal darah ketiga ialah protein, sifat penimbalnya ditentukan oleh amfoterisitinya. Mereka boleh berpisah untuk membentuk kedua-dua H+ dan OH-. Walau bagaimanapun, kapasiti penampan protein plasma berbanding dengan bikarbonat adalah kecil. Kapasiti penimbalan terbesar darah (sehingga 75%) ialah hemoglobin. Histidine, yang merupakan sebahagian daripada hemoglobin, mengandungi kedua-dua kumpulan berasid (COOH) dan asas (NH2).
Sifat penimbalan hemoglobin adalah disebabkan oleh kemungkinan interaksi asid dengan garam kalium hemoglobin untuk membentuk jumlah yang setara dengan garam kalium dan hemoglobin bebas yang sepadan, yang mempunyai sifat asid organik yang sangat lemah. Sejumlah besar H+ boleh diikat dengan cara ini. Keupayaan untuk mengikat H+ dalam garam Hb lebih ketara berbanding garam oksihemoglobin (HbO2). Dengan kata lain, hemoglobin adalah asid organik yang lebih lemah daripada oksihemoglobin. Dalam hal ini, semasa pemisahan HbO, sejumlah tambahan bes (garam Hb) muncul dalam kapilari tisu pada O2 dan Hb, mampu mengikat karbon dioksida, mengatasi penurunan pH, dan sebaliknya, pengoksigenan plumbum Hb. kepada anjakan H2CO3 daripada bikarbonat. Mekanisme ini beroperasi semasa penukaran darah arteri kepada darah vena dan sebaliknya, serta apabila pCO2 berubah.
Hemoglobin mampu mengikat karbon dioksida menggunakan kumpulan amino bebas, membentuk karbohemoglobin
R-NH2 + CO2 - R-NHCOOH
Oleh itu, NHC03 dalam sistem penampan karbonat semasa "pencerobohan" asid diberi pampasan oleh protein alkali, fosfat dan garam hemoglobin.
Pertukaran Cl dan HCO3 antara eritrosit dan plasma adalah sangat penting dalam mengekalkan CBS. Dengan peningkatan kepekatan karbon dioksida dalam plasma, kepekatan Cl di dalamnya berkurangan, kerana ion klorin masuk ke dalam sel darah merah. Sumber utama Cl dalam plasma ialah NaCl. Apabila kepekatan H2CO3 meningkat, ikatan antara Na+ dan Cl- pecah dan pemisahannya berlaku, dengan ion klorin memasuki eritrosit, dan ion natrium kekal dalam plasma, kerana membran eritrosit secara praktikal tidak telap kepada mereka. Pada masa yang sama, lebihan Na+ yang terhasil bergabung dengan lebihan HCO3-, membentuk natrium bikarbonat dan menambah kehilangannya semasa pengasidan darah dan dengan itu mengekalkan pH darah yang malar.
Penurunan pCO2 dalam darah menyebabkan proses yang bertentangan: ion klorin meninggalkan sel darah merah dan bergabung dengan ion natrium berlebihan yang dikeluarkan daripada NaHC03, yang menghalang pengalkalian darah.
Peranan penting dalam mengekalkan CBS tergolong dalam sistem penimbal tisu - ia mengandungi sistem penimbal karbonat dan fosfat. Walau bagaimanapun, peranan khas dimainkan oleh protein tisu, yang mempunyai keupayaan untuk mengikat kuantiti asid dan alkali yang sangat besar.
Peranan yang sama penting dalam pengawalan CBS dimainkan oleh proses metabolik homeostatik yang berlaku dalam tisu, terutamanya dalam hati, buah pinggang dan otot. Asid organik, sebagai contoh, boleh dioksidakan untuk membentuk asid meruap yang mudah dibebaskan daripada badan (terutamanya dalam bentuk karbon dioksida), atau bergabung dengan produk metabolisme protein, kehilangan sifat berasid sepenuhnya atau sebahagiannya.
Asid laktik, yang terbentuk dalam kuantiti yang banyak semasa kerja otot yang sengit, boleh disintesis semula menjadi glikogen, dan badan keton menjadi asid lemak yang lebih tinggi, dan kemudian menjadi lemak, dsb. Asid tak organik boleh dineutralkan oleh garam kalium dan natrium, dibebaskan apabila asid amino dideaminasi dengan ammonia untuk membentuk garam ammonium.
Alkali boleh dineutralkan oleh laktat, yang secara intensif terbentuk daripada glikogen apabila pH tisu berubah. CBS dikekalkan kerana pembubaran asid kuat dan alkali dalam lipid, pengikatannya oleh pelbagai bahan organik menjadi garam tidak boleh larut dan tidak larut, dan pertukaran ion antara sel pelbagai tisu dan darah.
Akhirnya, pautan penentu dalam mengekalkan homeostasis asid-bes ialah metabolisme selular, kerana aliran transmembran anion dan kation dan pengedarannya antara sektor ekstra dan intrasel adalah hasil daripada aktiviti sel dan tertakluk kepada keperluan aktiviti ini.
Mekanisme homeostatik fisiologi
Peranan yang sama penting dalam mengekalkan homeostasis asid-bes dimainkan oleh mekanisme homeostatik fisiologi, di antaranya peranan utama adalah kepunyaan paru-paru dan buah pinggang. Asid organik yang terbentuk semasa proses metabolik, atau asid yang masuk ke dalam badan dari luar, terima kasih kepada sistem penampan darah, menggantikan karbon dioksida daripada sebatiannya dengan bes, dan CO2 berlebihan yang terhasil dikeluarkan oleh paru-paru.
Karbon dioksida meresap kira-kira 20 kali lebih kuat daripada oksigen. Proses ini difasilitasi oleh dua mekanisme:
peralihan hemoglobin kepada oxyhemoglobin (oxyhemoglobin, sebagai asid yang lebih kuat, menggantikan CO2 dari darah);
Tindakan karbonik anhidrase karbonik anhidrase paru-paru
n2co3 - co2+ n2o.
Jumlah karbon dioksida yang dikeluarkan dari badan oleh paru-paru bergantung kepada kekerapan dan amplitud pernafasan dan ditentukan oleh kandungan karbon dioksida dalam badan.
Penyertaan buah pinggang dalam mengekalkan CBS ditentukan terutamanya oleh fungsi perkumuhan asid mereka. Dalam keadaan normal, buah pinggang menghasilkan air kencing yang pHnya berkisar antara 5.0 hingga 7.0. Nilai pH air kencing boleh mencapai 4.5, yang menunjukkan lebihan 800 kali ganda H+ di dalamnya berbanding plasma darah. Pengasidan air kencing dalam tubul renal proksimal dan distal adalah akibat daripada rembesan H+ (asidogenesis). Peranan penting dalam proses ini dimainkan oleh anhidrase karbonik epitelium tubulus buah pinggang. Enzim ini mempercepatkan pencapaian keseimbangan antara tindak balas perlahan penghidratan dan dehidrasi asid karbonik:
anhidrase karbonik
n2co3 - n2o + co2
Apabila pH menurun, kadar H2CO3 tidak bermangkin > H2 + HCO3- meningkat. Terima kasih kepada asidogenesis, komponen berasid penampan fosfat (H + + HP04 2- > H2PO4-) dan asid organik lemah (laktik, sitrik, β-hydroxybutyric, dll.) dikeluarkan dari badan. Pembebasan H+ oleh epitelium tubulus buah pinggang berlaku terhadap kecerunan elektrokimia dengan kos tenaga, dan pada masa yang sama penyerapan semula jumlah yang setara Na+ berlaku (penurunan penyerapan semula Na+ disertai dengan penurunan asidogenesis). Na+ diserap semula kerana asidogenesis membentuk natrium bikarbonat dalam darah bersama-sama dengan HCO3- dirembeskan oleh epitelium tubul renal.
Na + + HC03 - > NaHC03
Ion H+ yang dirembeskan oleh epitelium tubulus renal berinteraksi dengan anion sebatian penampan. Asidogenesis memastikan pembebasan terutamanya anion karbonat dan penampan fosfat dan anion asid organik lemah.
Anion asid organik dan bukan organik yang kuat (CI-, S0 4 2-) dikeluarkan dari badan oleh buah pinggang disebabkan oleh ammoniogenesis, yang memastikan perkumuhan asid dan melindungi pH air kencing daripada menurun di bawah paras kritikal tubul distal dan saluran pengumpulan. NH3, terbentuk dalam epitelium tubul renal semasa deaminasi glutamin (60%) dan asid amino lain (40%), memasuki lumen tubulus, bergabung dengan H+ yang terbentuk semasa asidogenesis. Oleh itu, ammonia mengikat ion hidrogen dan menghilangkan anion asid kuat dalam bentuk garam ammonium.
Ammoniogenesis berkait rapat dengan asidogenesis, oleh itu kepekatan ammonium dalam air kencing secara langsung bergantung kepada kepekatan H+ di dalamnya: pengasidan darah, disertai dengan penurunan pH cecair tiub, menggalakkan resapan ammonia dari sel. Perkumuhan ammonium juga ditentukan oleh kadar pengeluarannya dan kadar aliran air kencing.
Klorida memainkan peranan penting dalam pengawalan perkumuhan asid oleh buah pinggang - peningkatan dalam HCO3- penyerapan semula disertai dengan peningkatan dalam penyerapan semula klorida. Ion klorin secara pasif mengikuti kation natrium. Perubahan dalam pengangkutan klorida adalah akibat daripada perubahan utama dalam rembesan ion H+ dan penyerapan semula HCO3 dan disebabkan oleh keperluan untuk mengekalkan neutraliti elektrik air kencing tiub.
Sebagai tambahan kepada asidosis dan ammoniogenesis, peranan penting dalam pemeliharaan Na+ semasa pengasidan darah tergolong dalam rembesan kalium. Kalium, dibebaskan daripada sel apabila pH darah menurun, secara intensif dikumuhkan oleh epitelium tubulus buah pinggang sambil meningkatkan secara serentak penyerapan semula Na+ - ini menjejaskan kesan pengawalseliaan mineralokortikoid: aldosteron dan deoksikortikosteron. Biasanya, buah pinggang merembeskan produk metabolik yang kebanyakannya berasid, tetapi dengan peningkatan pengambilan bes ke dalam badan, tindak balas air kencing menjadi lebih beralkali disebabkan oleh peningkatan rembesan bikarbonat dan fosfat asas.
Saluran gastrousus memainkan peranan penting dalam peraturan perkumuhan CBS. Asid hidroklorik terbentuk dalam perut: H+ dirembeskan oleh epitelium gastrik, dan CI- berasal dari darah. Sebagai pertukaran untuk klorida, bikarbonat memasuki darah semasa rembesan gastrik, tetapi pengalkalian darah tidak berlaku, kerana jus gastrik CI- diserap semula ke dalam darah.Di dalam usus, epitelium mukosa usus merembeskan jus alkali yang kaya dengan bikarbonat. . Dalam kes ini, H+ masuk ke dalam darah dalam bentuk HCl. Peralihan jangka pendek dalam tindak balas segera diimbangi oleh penyerapan semula NaHC03 dalam usus. Saluran usus, berbeza dengan buah pinggang, yang menumpukan dan membebaskan terutamanya K+ dan kation monovalen daripada badan, memekatkan dan mengeluarkan ion alkali divalen daripada badan. Dengan diet berasid, pembebasan terutamanya Ca2+ dan Mg2+ meningkat, dan dengan diet alkali, pembebasan semua kation meningkat.
2. Sistem penimbal darah. Peranan sistem penampan dalam mengekalkan homeostasis pH. Keadaan asid-bes. Konsep asidosis dan alkalosis.
Dalam badan, pembentukan asid mendominasi pembentukan sebatian asas.
Sumber H+ dalam badan:
1. asid meruap H2CO3, 10-20 ribu mmol CO2 sehari semasa pengoksidaan protein, F, U.
2.asid tidak meruap setiap hari. 70 mmol:
Fosforik apabila memecahkan fosfat organik (nukleotida, PL, fosfoprotein)
Sulfurik, hidroklorik semasa pengoksidaan B
3.org.k-anda: susu, badan keton, PVC, dsb.
pH dikekalkan pada tahap sedikit alkali kerana penyertaan sel penampan dan kawalan fisiologi (fungsi perkumuhan buah pinggang dan fungsi pernafasan paru-paru)
Persamaan Henderson-Hesselbach: pH = pKa + log [penumpuk proton]/[penderma proton].
(garam) (asid)
Mana-mana penimbal terdiri daripada pasangan asid-bes konjugat: penderma proton + penerima.
Kapasiti penimbal: bergantung pada kepekatan mutlak komponen penimbal.
Bikarbonat.
10% kapasiti darah penampan.
Pada pH darah normal (7.4), kepekatan ion bikarbonat HCO 3 dalam plasma darah melebihi kepekatan CO 2 lebih kurang 20 kali ganda. Sistem penimbal bikarbonat berfungsi sebagai pengawal selia yang berkesan dalam julat pH 7.4.
Mekanisme tindakan sistem ini ialah apabila kuantiti produk berasid yang agak besar dilepaskan ke dalam darah, ion hidrogen H + berinteraksi dengan ion bikarbonat HCO 3 –, yang membawa kepada pembentukan asid karbonik terdisosiasi lemah H 2 CO 3. Penurunan seterusnya dalam kepekatan H 2 CO 3 dicapai hasil daripada pembebasan dipercepatkan CO 2 melalui paru-paru akibat daripada hiperventilasi mereka (ingat bahawa kepekatan H 2 CO 3 dalam plasma darah ditentukan oleh tekanan CO 2 dalam campuran gas alveolar).
Jika jumlah bes dalam darah meningkat, maka ia berinteraksi dengan asid karbonik lemah untuk membentuk ion bikarbonat dan air. Dalam kes ini, tiada perubahan ketara dalam nilai pH berlaku. Di samping itu, untuk mengekalkan nisbah normal antara komponen sistem penampan, dalam kes ini, mekanisme fisiologi untuk mengawal keseimbangan asid-bes diaktifkan: sejumlah CO 2 dikekalkan dalam plasma darah akibat hipoventilasi paru-paru.
NaHCO3 + H+ → Na+ + H2CO3
Reabs.dalam buah pinggang ↓carbonic anhydrase
↓peningkatan pengudaraan paru-paru
Fosfat ialah pasangan asid-bes terkonjugasi yang terdiri daripada ion H 2 PO 4 – (penderma proton) dan ion HPO 4 2 – (penerima proton):
Sistem penampan fosfat membentuk hanya 1% daripada kapasiti penampan darah. Dalam cecair ekstraselular, termasuk darah, nisbah [HPO 4 2– ]: [H 2 PO 4 – ] ialah 4:1. Kesan penimbalan sistem fosfat adalah berdasarkan kepada kemungkinan mengikat ion hidrogen dengan ion HPO 4 2– untuk membentuk H 2 PO 4 – (H + + + HPO 4 2– -> H 2 PO 4 –), serta OH – ion dengan H 2 PO ion 4 – (OH – + + H 2 R O 4 – -> HPO 4 2– + H 2 O). Pasangan penampan (H 2 PO 4 – –HPO 4 2–) mampu mempengaruhi perubahan pH dalam julat dari 6.1 hingga 7.7 dan boleh memberikan kapasiti penampan tertentu cecair intrasel, yang nilai pHnya berada dalam julat daripada 6.9–7, 4. Dalam darah, kapasiti maksimum penampan fosfat muncul di sekitar nilai pH 7.2.
1 dan 2 – keluaran.
Protein kurang penting untuk mengekalkan COR dalam plasma darah berbanding sistem penimbal lain. Protein membentuk sistem penampan kerana kehadiran kumpulan asid-bes dalam molekul protein: protein–H + (asid, penderma proton) dan protein (bes konjugat, penerima proton). Sistem penampan protein plasma darah berkesan dalam julat pH 7.2–7.4.
Sistem penampan hemoglobin adalah sistem penampan yang paling berkuasa dalam darah. Ia adalah 9 kali lebih kuat daripada penimbal bikarbonat; ia menyumbang 75% daripada jumlah kapasiti penampan darah. terdiri daripada hemoglobin HHb tidak terion (asid organik lemah, penderma proton) dan garam kalium hemoglobin KHb (asas konjugat, penerima proton). Sistem penimbal oksihemoglobin boleh dipertimbangkan dengan cara yang sama. Sistem hemoglobin dan sistem oksihemoglobin adalah sistem boleh tukar dan wujud sebagai satu keseluruhan.
Mekanisme tindakan:
Dalam tisu: H2O + CO2 (carbonic anhydrase) -> H2CO3 -> H + + HCO3 - (meresap ke dalam plasma darah)
KNvO2 ->KNv + 4O2
KHb + 2H+ -> HHb + 2K+ (K-hemoglobin meneutralkan ion H+)
Dalam paru-paru: HHb + 4O2 -> 2H+ + HbO2
2H+ + HBO2 + 2K+ + 2HCO3- ->KHBO2 + 2H2CO3 (carbonic anhydrase) ->H2O + 2CO2
Kepekatan pH dan CO2 menjejaskan pembebasan dan pengikatan O2 oleh nemoglobin - kesan Boron.
Meningkatkan kepekatan proton, CO2, menggalakkan pembebasan O2, dan meningkatkan kepekatan O2 merangsang pembebasan CO2 dan proton.
5167 0
Keadaan asid-bes (ABS) adalah salah satu komponen yang sangat penting dalam homeostasis badan, keadaan yang sangat diperlukan untuk aktiviti optimum pemangkin enzim untuk proses metabolik. Semasa proses metabolik, pelbagai asid dan bes terbentuk, dan ia juga diperkenalkan dari luar. Gangguan pelbagai organ boleh menyebabkan gangguan CBS, yang seterusnya menyebabkan pelbagai perubahan patologi dalam badan. Dalam sesetengah kes, penunjuk KOS ialah kriteria kecekapan IT yang agak tepat. Oleh itu, adalah perlu untuk mengetahui mekanisme peraturan fisiologi dan gangguan CBS, dapat menilai keadaan mereka dan dengan betul menjalankan pencegahan dan pembetulan gangguan.
Diagnostik
Nilai penunjuk CBS dikekalkan dalam had sempit oleh tindak balas fiziko-kimia dan mekanisme neurohumoral sistem berkuasa:
- penampan (hemoglobin, protein, bikarbonat, dll.)
- berfungsi (paru-paru, buah pinggang, hati, saluran gastrousus).
Apabila pH berubah, sistem penampan badan segera bertindak balas, kemudian yang berfungsi. Pampasan maksimum yang terakhir adalah lebih perlahan (paru-paru - kira-kira 12-24 jam, buah pinggang - kira-kira seminggu). Oleh itu, untuk menilai CBS, anda perlu mengetahui perubahan kualitatif dan kuantitatif terutamanya dalam sistem penampan (terutamanya hemoglobin, yang menyumbang 73-76% daripada jumlah kapasiti penampan darah, dan bikarbonat, yang sangat mudah alih dan mencerminkan keadaan sistem penimbal lain). Penunjuk utama KOS: pHa - pH semasa, BEa - bes berlebihan, PaCO2 - ketegangan CO2 dalam darah arteri pada suhu 38 ° C tanpa akses udara.
Nilai pH normal pada manusia ialah 7.36-7.44. Had penyimpangan patologi yang serasi dengan kehidupan ialah 6.8-8.0. Penurunan pH menunjukkan asidemia, dan peningkatan menunjukkan alkalemia. Keadaan yang membawa kepada mereka dipanggil asidosis atau alkalosis. pH mencerminkan tahap pampasan, tetapi bukan intipati peralihan CBS.
Nilai normal ialah BEa±2.3 mmol/l. Dalam patologi, nilai BEa boleh berubah dalam ±15 mmol/l. BEA ialah komponen metabolik CBS; penurunan atau peningkatan di dalamnya menunjukkan asidosis metabolik atau alkalosis, masing-masing. BE juga boleh menukar pampasan untuk gangguan pernafasan.
Konsep homeostasis asid-bes, parameter utamanya. Peranan menstabilkan pH persekitaran dalaman untuk badan. Sistem berfungsi untuk mengekalkan kestabilan parameter homeostasis asid-bes. Kepentingan mengekalkan pH yang berterusan dalam kehidupan. Peranan pernafasan luaran, buah pinggang dan sistem penampan darah dalam penstabilan pH.
Konsep pH, peranan kestabilan pH persekitaran dalaman untuk pelaksanaan metabolisme intraselular.
Homeostasis asid-bes
Keseimbangan asid-bes adalah salah satu parameter fizikal dan kimia yang paling penting dalam persekitaran dalaman badan. Nisbah ion hidrogen dan hidroksil dalam persekitaran dalaman badan sebahagian besarnya menentukan aktiviti enzim, arah dan keamatan tindak balas redoks, proses pemecahan dan sintesis protein, glikolisis dan pengoksidaan karbohidrat dan lemak, fungsi a bilangan organ, sensitiviti reseptor kepada mediator, kebolehtelapan membran dan lain-lain. Aktiviti tindak balas persekitaran menentukan keupayaan hemoglobin untuk mengikat oksigen dan melepaskannya ke tisu. Apabila tindak balas persekitaran berubah, ciri fizikokimia koloid sel dan struktur antara sel berubah - tahap penyebarannya, hidrofilia, keupayaan penjerapan dan sifat penting lain.
Nisbah jisim aktif hidrogen dan ion hidroksil dalam media biologi bergantung kepada kandungan asid (penderma proton) dan bes penampan (penerima proton) dalam cecair badan. Adalah lazim untuk menilai tindak balas aktif persekitaran oleh salah satu ion (H +) atau (OH -), lebih kerap oleh ion H +. Kandungan H+ dalam badan ditentukan, di satu pihak, melalui pembentukan langsung atau tidak langsung melalui karbon dioksida semasa metabolisme protein, lemak dan karbohidrat, dan sebaliknya, melalui kemasukannya ke dalam badan atau penyingkiran daripadanya dalam badan. bentuk asid tidak meruap atau karbon dioksida. Walaupun perubahan yang agak kecil dalam CH + tidak dapat dielakkan membawa kepada gangguan proses fisiologi, dan dengan peralihan melebihi had tertentu, kepada kematian organisma. Dalam hal ini, nilai pH, yang mencirikan keadaan keseimbangan asid-bes, adalah salah satu parameter darah yang paling "keras" dan berbeza-beza dalam julat sempit pada manusia - dari 7.32 hingga 7.45. Peralihan pH 0.1 melebihi had yang ditetapkan menyebabkan gangguan yang ketara dalam pernafasan, sistem kardiovaskular, dsb.; penurunan pH sebanyak 0.3 menyebabkan koma asidotik, dan perubahan pH sebanyak 0.4 selalunya tidak serasi dengan kehidupan.
Pertukaran asid dan bes dalam badan berkait rapat dengan pertukaran air dan elektrolit. Kesemua jenis pertukaran ini disatukan oleh undang-undang keelektroneruan, isosmolariti dan mekanisme fisiologi homestatik. Untuk plasma, hukum neutraliti elektrik boleh digambarkan oleh data dalam Jadual. 20.
Jumlah keseluruhan kation plasma ialah 155 mmol/l, di mana 142 mmol/l adalah natrium. Jumlah keseluruhan anion juga ialah 155 mmol/l, di mana 103 mmol/l adalah asas lemah C1 - dan 27 mmol/l ialah bahagian HCO - 3 (asas kuat). G. Ruth (1978) percaya bahawa HCO - 3 dan anion protein (kira-kira 42 mmol/l) merupakan asas penimbal utama plasma. Disebabkan oleh fakta bahawa kepekatan ion hidrogen dalam plasma hanya 40·10 -6 mmol/l, darah adalah larutan terbuffer dengan baik dan mempunyai tindak balas yang sedikit beralkali. Anion protein, terutamanya ion HCO - 3, berkait rapat, di satu pihak, dengan pertukaran elektrolit, dan di sisi lain, dengan keseimbangan asid-bes, oleh itu tafsiran yang betul tentang perubahan dalam kepekatannya adalah penting untuk memahami proses yang berlaku dalam pertukaran elektrolit, air dan H + .
