Патофизиология кислотно-основного гомеостаза

Кислотно-основной гомеостаз

Кислотно-основное состояние — один из важнейших физико-химических параметров внутренней среды организма. В организме здорового человека ежедневно в процессе обмена веществ постоянно образуются кислоты: около 20 000 ммоль угольной (Я₂С0₃) и 80 ммоль сильных кислот, однако концентрация Я+ колеблется в относительно узком диапазоне. В норме pH внеклеточной жидкости составляет 7,35— 7,45 (45—35 нмоль/л), а внеклеточной жидкости — в среднем 6,9. Вместе с тем следует отметить, что концентрация Н⁺ внутри клетки неоднородна: она различна в органеллах одной и той же клетки.

Я+ до такой степени реакционно способны, что даже кратковременное изменение их концентрации в клетке может существенно отразиться на активности ферментных систем и физиологических процессах. Однако в норме мгновенно включаются буферные системы, защищающие клетку от неблагоприятных колебаний pH. Буферная система может связать или, наоборот, освободить Я+ сразу же в ответ на изменение кислотности внутриклеточной жидкости. Буферные системы действуют и на уровне организма в целом, но в конечном счете регуляция pH организма определяется функционированием легких и почек.

Итак, что же такое кислотно-основное состояние (синонимы: кислотно-щелочное равновесие, кислотно-щелочное состояние, кислотноосновное равновесие, кислотно-основной гомеостаз)?

Кислотно-основное состояние — это относительное постоянство водородного показателя {pH) внутренней среды организма, обусловленное совместным действием буферных и некоторых физиологических систем организма (Энциклопедический словарь медицинских терминов).

Кислотно-щелочное равновесие — относительное постоянство водородного показателя {pH) внутренней среды организма, обусловленное совместным действием буферных и некоторых физиологических систем, определяющее полноценность метаболических превращений в клетках организма (Большая медицинская энциклопедия).

От соотношения водородных и гидроксильных ионов во внутренней среде организма зависит:

• • активность ферментов и интенсивность окислительно-восстановительных реакций;
• • процессы гидролиза и синтеза белка, гликолиз и окисление углеводов и жиров;
• • чувствительность рецепторов к медиаторам;
• • проницаемость мембран;
• • способность гемоглобина связывать кислород и отдавать его тканям;
• • физико-химические характеристики коллоидов и межклеточных структур: степень их дисперсности, гидрофилии, способность к адсорбции;
• • функции различных органов и систем.

Соотношение Я+ и ОН в биологических средах зависит от содержания в жидкостях организма кислот (доноров протонов) и буферных оснований (акцепторов протонов). Активная реакция среды оценивается по одному из ионов (Н+ или ОН), чаще всего по Н⁺. Содержание Н⁺ в организме зависит от образования их в ходе обмена белков, жиров и углеводов, а также поступления их в организм или выведения из него в виде нелетучих кислот или углекислого газа.

Величина pH, характеризующая состояние КОС, является одним из самых «жестких» параметров крови и колеблется у человека в очень узких пределах: от 7,35 до 7,45. Сдвиг pH на 0,1 за указанные границы обусловливает выраженные нарушения со стороны дыхания, сердечнососудистой системы и др., снижение pH на 0,3 — ацидотическую кому, а сдвиг pH на 0,4 часто несовместим с жизнью.

Обмен кислот и оснований в организме тесно связан с обменом воды и электролитов. Все эти виды обмена объединены законом электронейтральности, изоосмолярности и гомеостатическими физиологическими механизмами.

Общее количество катионов плазмы составляет 155 ммоль/л (Na⁺ — 142 ммоль/л; К⁺ — 5 ммоль/л; Са²⁺ — 2,5 ммоль/л; Mg²⁺ — 0,5 ммоль/л; прочие элементы — 1,5 ммоль/л) и столько же содержится анионов (103 ммоль/л — слабое основание Cl; 27 ммоль/л — сильное основание НС0₃-; 7,5—9 ммоль/л — анионы белка; 1,5 ммоль/л — фосфатанионы; 0,5 ммоль/л — сульфатанионы; 5 ммоль/л — органические кислоты). Поскольку содержание Н⁺ в плазме не превышает 40 х х 10″⁶ ммоль/л, а главные буферные основания плазмы НС0₃ и анионы белка составляют около 42 ммоль/л, то кровь считается хорошо забуференной средой и обладает слабощелочной реакцией.

Анионы белка и НС0₃ тесно связаны с обменом электролитов и КОС, в этой связи правильная трактовка изменений их концентрации имеет определяющее значение для оценки процессов, происходящих в сфере обмена электролитов, воды и Н⁺. КОС поддерживается буферными системами крови и тканей и физиологическими регуляторными механизмами, в которых участвуют легкие, почки, печень, желудочнокишечный тракт.