Физиологические механизмы поддержания КОС

Дыхательная система. Легкие обеспечивают устранение или уменьшение сдвигов КОС путем изменения альвеолярной вентиляции, рСО₂, [НСО₃ˉ] и [Н⁺] в крови. Ионы водорода оказывают возбуждающее действие на дыхательный центр головного мозга. Ацидемия приводит к увеличению альвеолярной вентиляции в 4-5 раз по сравнению с нормой, в то время как алкалемия снижает ее до 50-70% от нормы. Изменения происходят быстро – за 1-2 минуты; в течение этого времени легкие удаляют или задерживают СО₂ в прямой зависимости от рН артериальной крови. Увеличение вентиляции легких в 2 раза повышает рН крови на 0,2, снижение вентиляции на 25% может уменьшить рН крови на 0,3-0,4. Здоровые легкие не могут полностью ликвидировать нарушения КОС (эффективность респираторной системы составляет 50-70%). С легочным механизмом регуляции КОС непосредственно связана гидрокарбонатная буферная система крови, находящаяся в равновесии с газообразным СО₂. Накопление в организме угольной кислоты вызывает компенсаторную гипервентиляцию, приводящую к удалению избытка СО₂ с выдыхаемым воздухом. Компенсаторная гиповентиляция при алкалозе приводит к сохранению СО₂ и восстановлению запасов угольной кислоты в крови.

Почки регулируют КОС, устраняя или уменьшая его нарушения путем экскреции [Н⁺] и увеличивая или снижая [НСО₃ˉ] в жидких средах организма. Секреция [H⁺] регулируется содержанием CO₂ во внеклеточной жидкости: чем выше концентрация СО₂, тем больше экскреция [Н⁺], что приводит к повышению кислотности мочи. Когда с мочей теряется H⁺, в почках повышается [НСО₃ˉ], что способствует поддержанию в организме соотношения кислота / основание на уровне 1:20. Если во внеклеточной жидкости увеличивается [НСО₃ˉ] или уменьшается [Н⁺], почки задерживают [H⁺] и выводят [НСО₃ˉ], в этом случае моча становится щелочной. Почки способствуют устранению сдвигов КОС с помощью ацидогенеза, аммониогенеза, секреции фосфатов и К⁺, Na⁺ заместительного механизма и реабсорбции гидрокарбоната. рН мочи также зависит от характера питания и колеблется в норме в диапазоне 4,5-7,8 (чаще около 6,0). Время восстановления нарушенного КОС может быть от нескольких часов до 3-4 суток.

Печень. В гепатоцитах синтезируются белки для белковой и гемоглобиновой буферных систем; окисляются органические кислоты до СО₂ и воды; превращается лактат в глюкозу и в гликоген, идет образование аммиака, способного нейтрализовать кислоты. Вместе с желчью из организма выводятся кислые и щелочные продукты обмена.

ЖКТ. Секреторная и экстреторная функции ЖКТ оказывают существенное влияние на поддержание КОС. При защелачивании жидких сред организма выделение соляной кислоты в полость желудка тормозится, при закислении – усиливается. Выделение НСО₃ˉ в проток поджелудочной железы усиливается при защелачивании жидких сред, при закислении – уменьшается.

Костная ткань. Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺, содержащиеся в костной ткани, могут обмениваться на ионы водорода, компенсируя ацидоз. В тяжелых случаях этот процесс может приводить к декальцификации скелета. Кости могут обеспечить до 30-40% буферной емкости жидкостей организма.

Активация гликолиза. Интенсивное образование молочной и пировиноградной кислот приводит к уменьшению рН крови; при снижении [Н⁺] и увеличении [НСО₃^¯] активируются гликолитические реакции.