10. ПАТОФИЗОЛОГИЯ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО СОСТОЯ-
НИЯ
10.1. Биологическое значение концентрации ионов водорода
Важнейший показатель гомеостаза организма – концентрация
ионов водорода (Н
+
) в клетках, плазме и других внеклеточных средах.
Содержание Н
+
в последних влияет на конформацию макромолекул,
физико-химическое и структурное состояние мембран, интенсивность
образования активных форм кислорода и гидроперекисей, возбуди-
мость, лабильность и проводимость возбудимых тканей, особенно
нервных структур, чувствительность рецепторов к ФАВ, гормонам,
медиаторам, сродство Hb к кислороду, активность ферментативных
реакций и т.д. В нейтральной среде pH составляет 7,0. Реакция крови
(pH) – жесткая гомеостатическая константа, колеблющаяся в очень
малых пределах (от 7,35 до 7,45). Таким образом, кровь – слабоще-
лочная среда.
При pH = 7,4 содержание ионов Н
+
во внеклеточной жидкости
составляет 40 × 10
9
моль/л.
Даже незначительные отклонения рН на ±0,1 или ±0,2 от нор-
мального уровня приводят к быстрым и существенным изменениям
метаболических процессов, функционирование ЦНС, гемодинамики,
дыхания, деятельности различных тканей, органов, систем и всего ор-
276
ганизма. Отклонение pH на ±0,3-0,4 от нормального значения приво-
дит к тяжелым расстройствам, вплоть до развития комы. Отклонение
более ±0,4 обычно приводит к гибели организма.
Количество ионов Н
+
в биологических средах организма опреде-
ляет их кислотно-основное состояние (КОС), или кислотно-щелочное
равновесие (КЩР), или реакцию крови. Величина КОС зависит от со-
держания в крови кислот, оснований и буферных систем. Интеграль-
ным показателем КОС считают величину pH, являющуюся отрица-
тельным десятичным логарифмом молярной концентрации ионов во-
дорода в биологической среде (например, в крови), т.е. pH = –log
[H
+
]. Чем больше концентрация H
+
в биологической среде, тем мень-
ше величина pH, и наоборот – чем ниже концентрация H
+
в биологи-
ческой среде, тем выше величина pH.
Постоянство КОС внутренней среды организма, определяющее
оптимум активности ферментов и других процессов жизнедеятель-
ности в довольно узком диапазоне рН, – одно из обязательных усло-
вий нормального метаболизма, строения и функционирования раз-
личных уровней организации организма.
Общеизвестно, что кислотность внутри- и внеклеточной сред
зависит главным образом от соотношения в этих биосредах орга-
низма концентрации слабых кислот (химических веществ и соедине-
ний, способных при диссоциации освобождать протоны, т.е. слу-
жить донорами протонов) и слабых оснований (химических веществ
и соединений, способных связывать протоны, т.е. служить акцеп-
торами протонов).
В связывании протонов важную роль играют слабые основания –
анионы слабых кислот (КНСО
3
, NаНСО
3
, NаН
2
РО
4
), которые в отли-
чие от сильных кислот и оснований при растворении ионизируются
не полностью.
Можно утверждать, что катионы натрия, калия, кальция и маг-
ния, так же как и анионы сильных кислот (в том числе Cl
–
) и сильных
оснований (ОН) не оказывают непосредственного влияния на кислот-
ность той или иной среды организма, так как в разбавленных раство-
рах ионизируются полностью.
При осуществлении разнообразных и взаимосвязанных метабо-
лических процессов, особенно их катаболической стадии, всегда су-
ществует возможность изменения кислотности внутренних сред ор-
ганизма. В частности, в ходе диссимиляции органических поли-, ди- и
мономеров и минеральных соединений образуются различные эндо-
277
генные кислоты, которые можно разделить на летучие и нелетучие.
К нелетучим кислотам относят
молочную, пировиноградную, β-
оксимасляную, ацетоуксусную, серную. Они не способны превра-
щаться в газообразное вещество и не удаляются легкими наружу.
К летучим кислотам относят
угольную кислоту, продукт дис-
социации которой (СО
2
) выводится из организма при помощи легких.
Следует напомнить, что конечный продукт метаболизма СО
2
(ле-
тучий ангидрид угольной кислоты) – потенциальный источник про-
тонов.
В ходе метаболических реакций здорового организма интенсив-
ность генерации протонов обычно соответствует скорости нейтрали-
зации их с участием различных буферных систем либо удаления их
из организма с участием органов выделительной системы, что и
обеспечивает сохранность неизменного КОС.
Таким образом, КОС это такое соотношение кислот и оснований
в биологических средах организма, которое характеризует их кислот-
но-основной гомеостаз и отражает характер и интенсивность метабо-
лических и функциональных процессов.
Достарыңызбен бөлісу: |
