Концентрация водородных ионов - рН

Кислотно-щелочное равновесие является одним из важнейших физико-химических параметров внутренней среды организма. От соотношения водородных и гидроксильных ионов во внутренней среде организма в значительной мере зависят активность ферментов, направленность и интенсивность окислительно-восстановительных реакций, процессы расщепления и синтеза белка, гликолиз и окисление углеводов и жиров, функции ряда органов, чувствительность рецепторов к медиаторам, проницаемость мембран и т. д. Активность реакции среды определяет способность гемоглобина связывать кислород и отдавать его тканям. При изменении реакции среды меняются физико-химические характеристики коллоидов клеток и межклеточных структур — степень их дисперсности, гидрофилии, способность к адсорбции и другие важные свойства.

К веществам, постоянно поступающим в кровь и способным изменить величину рН, относится молочная кислота, образующаяся в ходе гликолиза из нейтральных углеводов, а также угольная кислота, образующаяся при дыхании. Вещества, принимаемые с пищей, например соли органических кислот, окисляются, и их основания, задерживаясь в организме, попадают в кровь, изменяя ее рН.

Реакция жидкостей организма характеризуется концентрацией ионов водорода и зависит от соотношения концентрации кислот и оснований этих жидкостей [Робинсон, 1969]. Прямое и точное измерение концентрации ионов водорода в биологических жидкостях затруднено. Учитывая сложность использования при практических расчетах величин порядка 0,0000001, приблизительно отражающих концентрацию ионов водорода, Serensen (1909) предложил использовать отрицательные десятичные логарифмы концентрации ионов водорода. Этот показатель был сокращенно назван рН по первым буквам слов puissance (potenz power) hydrogen, обозначающих «сила водорода».

Даже относительно небольшие изменения сН⁺ неизбежно ведут к нарушению физиологических процессов, а при сдвигах за известные пределы — и к гибели организма. В связи с этим величина рН, характеризующая состояние кислотно-щелочного равновесия, является одним из самых «жестких» параметров крови и колеблется у человека в узких пределах — от 7,32 до 7,45. Сдвиг рН на 0,1 за указанные границы обусловливает выраженные нарушения со стороны дыхания, сердечно-сосудистой системы и др.; снижение рН на 0,3 вызывает ацидотическую кому, а сдвиг рН па 0,4 зачастую несовместим с жизнью.

Обмен кислот и оснований в организме теснейшим образом связан с обменом воды и электролитов. Все эти виды обмена объединены законами электронейтральиости, изоосмолярности и гоместатическими физиологическими механизмами.

Кислотно-щелочное равновесие поддерживается мощными гомеостатическими механизмами. В основе этих механизмов лежат особенности физико-химических свойств крови и физиологические процессы, в которых принимают участие системы внешнего дыхания, почки, печень, желудочно-кишечный тракт и др.