Взаимодействие буферных и выделительных систем
Как говорилось выше, особую физиологическую роль играет бикарбонатный буфер, так как он, с одной стороны, является главным буфером плазмы, с другой — взаимодействует с выделительными системами. Рассмотрим подробно это взаимодействие.
Компоненты бикарбонатного буфера — это угольная кислота H2CO3 и бикарбонат HCO3–. Угольная кислота способна распадаться на CO2 и H2O (под действием фермента карбоангидразы; гл. 10):
H2CO3 ® H2O + CO2, (10)
а концентрация CO2 в крови регулируется легкими: избыток CO2 вызывает усиление интенсивности дыхания и, следовательно, выведения CO2, недостаток CO2, напротив, вызывает снижение интенсивности дыхания и задержку CO2. С другой стороны, концентрация бикарбоната в крови регулируется почками: при избытке HCO3– усиливается его выведение с мочой, при недостатке — наоборот. Таким образом, легкие и почки прямо связаны с бикарбонатным буфером, поддерживая концентрации обоих его компонентов:
Итак, при поступлении в кровь любых кислых соединений они прореагируют с бикарбонатом, что приведет к снижению концентрации NaHCO3 и повышению концентрации H2CO3; в ответ на это почки уменьшат выведение HCO3–,1 а легкие увеличат выведение CO2 (и тем самым — H2CO3). В результате концентрации компонентов бикарбонатного буфера восстановятся. При поступлении в кровь щелочных веществ произойдут обратные процессы. Таким образом, бикарбонатный буфер — это своего рода посредник между «нарушителями» и «охранниками» кислотно-щелочного равновесия.
1 Более того, в почках может образовываться и поступать в кровь дополнительное количество бикарбоната; см. гл. 15.
Все буферные системы находятся друг с другом в состоянии динамического равновесия, постоянно обмениваясь друг с другом: например, при высвобождении протонов гемоглобиновым буфером они будут связаны бикарбонатом. Это означает, что если поддерживается нормальное состояние бикарбонатного буфера (то есть нормальное соотношение его компонентов), то тем самым будет автоматически поддерживаться и нормальное состояние остальных буферов.
Поддержание pH в норме и при патологии
Норма
В норме задача выделительных систем — удалять кислые и щелочные вещества с такой же скоростью, с какой они поступают в кровь. Рассмотрим обычное суточное поступление и выведение кислых и щелочных веществ.
· Подавляющая часть кислых веществ приходится на CO2— главный продукт распада всех веществ (белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот). Будучи летучим соединением, CO2 удаляется легкими.
· Небольшое количество нелетучих кислот (в 200—300 раз меньше, чем CO2) образуется в процессе метаболизма (продукты окисления серосодержащих и фосфорсодержащих аминокислот— серная и фосфорная кислоты; продукт распада нуклеиновых кислот — мочевая кислота; в определенных условиях — молочная кислота, кетоновые тела и пр.; гл. 11). Еще меньшее количество нелетучих кислых веществ (иногда, в зависимости от характера питания, щелочных) поступает из ЖКТ. Все нелетучие кислоты сначала реагируют в крови с бикарбонатом; затем они удаляются почками, а концентрация бикарбоната в крови при этом восстанавливается (гл. 15).
Таким образом, в норме выделительные системы поддерживают на постоянном уровне концентрации обоих компонентов бикарбонатного буфера — H2CO3 (путем поддержания постоянства CO2) и NaHCO3.
Дата добавления: 2015-12-29; просмотров: 473;