Понятие о кислотно-основном равновесии

Одним из важнейших условий жизнедеятельности организма является постоянство концентрации водородных ионов во внеклеточном пространстве и в клетках - кислотно-основное состояние (КОС) или кислотно-основное равновесие (КОР). Иными словами, КОР - относительное постоянство реакции внутренней среды организма, количественно характеризующееся концентрацией водородных ионов (протонов)[9,24,37]

Согласно определению Бренстеда, кислотами следует считать молекулы или ионы, способные отдавать ионы водорода (протоны), а основаниями - соединения, принимающие протоны. Таким образом, кислоты являются донорами ионов водорода, а основания - их акцепторами. Бикарбонатный анион (НСО3-), образующийся при диссоциации слабой угольной кислоты (Н2СО3), в физиологических условиях действует только как основание. Ранее основаниями назывались только щелочи типа NaОН, в связи, с чем и возник неточный термин "кислотно-щелочное равновесие". Однако, концентрации щелочей в биологических жидкостях ничтожно малы по сравнению с концентрацией анионов слабых кислот и физиологического значения не имеют, поэтому более правильно говорить о кислотно-основном равновесии (КОР)[18,29,41].

Концентрации водородных (Н+) и гидроксильных (ОН-) ионов в воде, степень диссоциации которой незначительна, одинаковы и составляют 10-7 моль/л. Для упрощения выражения этих концентраций введено понятие рН, которое соответствует отрицательному десятичному логарифму (- lg) концентрации водородных ионов. Так, для электрически нейтральной воды рН составляет 7,0, тогда как кислые растворы имеют рН менее 7,0, а щелочные - выше 7,0. Средняя нормальная концентрация водородных ионов в плазме крови составляет 40 нмоль/л, что соответствует рН 7,4[25,27]

От соотношения концентраций ионов водорода и ионов ОН- зависят интенсивность окислительно-восстановительных реакций, процессы расщепления и синтеза белков, окисления углеводов и липидов, чувствительность рецепторов к медиаторам и гормонам, проницаемость клеточных мембран и многое другое[21,23].

Большая часть ионов водорода образуется в результате распада углеводов, жиров, белков.

Другим важным продуктом обмена веществ является углекислый газ, который оказывает влияние на концентрацию ионов водорода. Углекислый газ называется кислотой, хотя к нему и не присоединен ион Н+, поскольку СО2 вступает в реакцию с водой с образованием углекислоты – Н2СО3. последняя диссоциирует с образованием протонов и является ведущим фактором закисления крови:

СО2 + Н2О ↔ Н+ + НСО3- [32,33]

При постоянной температуре давление газа над поверхностью жидкости определяется количеством нерастворенного газа. Поскольку воздух представляет собой смесь газов, давление каждого газа пропорционально его молекулярной концентрации. Оно называется парциальным давлением.

При растворении углекислого газа в воде происходят два важных события: небольшое количество углекислого газа превращается в углекислоту – количество образуемой углекислоты прямо пропорционально количеству углекислого газа в растворе и, следовательно, парциальному давлению СО2 – рСО2. Углекислота является слабой кислотой и лишь в незначительной степени диссоциирует на ионы водорода и бикарбоната.

Это при водит к тому, что повышение давления СО2 в альвеолах увеличивает давление СО2 в легочных капиллярах, а также количество углекислоты во внеклеточной жидкости и, наоборот.

Третьим фактором образования водородных ионов является соотношение окисленного и восстановленного гемоглобина:

2Fe2+ + 1/2O2 + 2H+ 2Fe3+ + H2O [2,41,43,]


Дефекты иммунной системы. Врождённый и приобретённый иммунитет
Нарушение в различных звеньях иммунной системы приводит к многообразным патологическим иммунным реакциям. Аллергия возникает в рез-те чрезмерной иммунной реакции на чужеродные антигены. Иногда иммунные реакции направлены против структур собственного организма (аутоиммунные реакции). Выделяют первичные и вторичные иммунодефициты. Первичн ...

Модель биосферных кризисов
Кризис интерпретируется как обращение тенденций, характеризующих нормальный эволюционный процесс. Сопоставление последовательности событий на геоисторических рубежах, признанных кризисными (пермь-триас, мел-палеоген), позволяет выявить общие закономерности, которые проявляются в смене стабильного геомагнитного поля знакопеременным, обши ...

Трехмерная структура иммуноглобулинов
В каждой из легких цепей молекул антител существуют две внутрицепочечные дисульфидные связи, число таких связей в тяжелых цепях различно. Каждый из внутрицепочечных дисульфидных мостиков образует петлю из 55—70 а.о. Рис. 1 - Схема расположения внутрицепочечных дисульфидных связей в легких и тяжелых цепях молекулы IgG человека На рис ...