Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
16_-_30_.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

Физиологические механизмы регуляции кислотно-основного состояния.

Физиологические механизмы регуляции кислотно-основного состояния связаны:

  • с транспортом газов, кислых и основных эквивалентов кровью в легкие и почки,

  • функциональной активностью легких, обеспечивающих удаление избытка СО2,

  • функциональной активностью почек, обеспечивающих реабсорбцию бикарбоната, удаление избытка ионов водорода и формирование щелочного резерва крови.

Функциональная активность легких и кос.

Легкие выступают в роли гомеостатической физиологической системы, результатом функциональной активности которой является удаление избытка углекислоты и регенерация емкости буферных систем, в первую очередь бикарбонатной и гемоглобиновой.

Источником СО2 для синтеза угольной кислоты являются реакции аэробного метаболизма. Образующийся в них СО2, распределяется в крови следующим образом:

  • 5-6 % общего количества поступающего в кровь СО2 находится в растворенном состоянии;

  • 8-10 % общего количества поступающего в кровь СО2 переносится в виде карбаминсоединений;

  • остальная часть поступающего в кровь СО2 идет на образование угольной кислоты.

Активное участие в образовании угольной кислоты принимает карбоангидраза эритроцитов, катализирующая равновесную реакцию синтеза угольной кислоты из углекислого газа и воды. Избыток СО2 смещает равновесие в сторону образования угольной кислоты. Угольная кислота диссоциирует на ион водорода и бикарбонат. Ионы водорода акцептируются деоксигенированным гемоглобином, а бикарбонат выходит в плазму в обмен на ионы хлора.

Удаление избыточных количеств СО2, регенерация бикарбонатной и гемоглобиновой буферной систем осуществляется легкими.

Процессы, происходящие в легких и регулирующие кислотно-основное состояние, включают следующее. Оксигенация гемоглобина приводит к высвобождению из него иона водорода. Ион водорода ассоциирует с бикарбонатом. Образующаяся угольная кислота распадается в карбоангидразной реакции, так как удаление СО2 из крови смещает равновесие реакции в сторону распада угольной кислоты.

Удаление избытка СО2 и оксигенация гемоглобина в легких восстанавливают физиологически оптимальное соотношение в бикарбонатной буферной системе и емкость гемоглобиновой буферной системы. Израсходованное количество бикарбоната восполняется в почечных процессах стабилизации рН.

Функциональная активность почек и кос.

Участие почек в поддержании КО равновесия заключается в удалении из организма ионов водорода, реабсорбции бикарбоната из канальцевой жидкости, синтеза бикарбоната при его недостатке и удаление - при избытке.

  • Обмен бикарбоната в почках.

Концентрация бикарбоната (НСО3-) в первичной моче соответствует его содержанию в крови. Способность канальцев к реабсорбции бикарбоната обеспечивает при сбалансированном метаболизме и нормальной функции почек задержку более 99 % фильтруемого количеств НСО3-.

90 % фильтруемого бикарбоната реабсорбируется в проксимальном канальце. Процесс реабсорбции бикарбоната через люминальную мембрану осуществляется посредством специального механизма. В клетках эпителия канальцев протекает реакция:

Карбоангидраза

Н2О + СО2 ↔ Н2СО3.

Образующаяся в этой реакции из воды (Н2О) и углекислого газа (СО2) угольная кислота (Н2СО3) быстро диссоциирует на ионы водорода (Н+) и бикарбоната (НСО3-):

Н2СО3 ↔ НСО3- + Н+.

Бикарбонат транспортируется через базолатеральную мембрану в интерстициальное пространство и далее в кровь, а Н+ переносится Na+/Н+-АТФ-азой в канальцевую жидкость в обмен на натрий. Секретируемый Н+ взаимодействует с профильтрованным из крови в канальцевую жидкость бикарбонатом с образованием угольной кислоты, которая разлагается карбангидразой щелочной каемки проксимального канальца на углекислый газ и воду. Углекислый газ диффундирует в клетки канальцевого эпителия и вступает в реакцию с водой с образованием угольной кислоты в карбангидразной реакции, завершая тем самым цикл реабсорбции бикарбоната.

  • Титруемые кислоты, ацидогенез.

"Титруемыми" называются кислоты, экскретируемые в нейтральной форме за счет буферных соединений. Их количество определяют, титруя мочу основанием. Важнейшая буферная система мочи - фосфатная (НРО42-/Н2РО4-). При рН 7,4 (т.е. при сбалансированном метаболизме) 75 % фосфатов находится в форме ионов НРО42- (гидрофосфат), которые по мере падения рН постепенно превращаются в Н2РО4- (дигидрофосфат). Процесс замены натрия в гидрофосфате приводит к следующему изменению соотношения гидро/дигидрофосфат: в крови - 1:4, в клубочковом фильтрате - 9:1, в дистальном канальце - 50:1. 90 % фосфатов при рН 4,5-5,2 (это значение рН мочи в дистальных канальцах при сбалансированном метаболизме и нормальной функции почек) находится в этой форме. Ионы водорода, нейтрализуемые связыванием с гидрофосфатом (НРО4- + Н+ ↔ Н2РО4-) в этих условиях, образуются при диссоциации угольной кислоты. Низкая реабсорбция фосфатов обусловлена функционированием почечных механизмов регуляции их количества в организме. В частности, концентрация фосфатов в канальцевой жидкости находится в пределах их нормального содержания в плазме крови и соответствует максимальному порогу реабсорбции.

В этой связи увеличение скорости клубочковой фильтрации создает условия для удаления фосфатов из организма. Паратгормон стимулирует мобилизацию фосфата из костной ткани и усиливает его выведение почками, угнетая реабсорбцию фосфатов в проксимальном отделе канальцев (снижение порога всасывания). Если учесть, что проксимальный отдел канальца является основным местом реабсорбции фосфатов, то условия и/или факторы, увеличивая надпороговую величину фосфатов и/или снижая порог реабсорбции, будут способствовать их выведению через почки. При сбалансированном метаболизме здоровый человек выделяет 10-30 ммоль титруемых кислот.

  • Обмен аммония в почках, аммониогенез.

Ион аммония (NН4+) освобождается в клетках эпителия почечных канальцев из глутамина под действием митохондриальной глутаминазы. В этой реакции глутамин вначале превращается в глутамат, а затем в α-кетоглутарат, который, взаимодействуя с двумя ионами водорода, распадается на СО2 и глюкозу. На каждом из этих этапов, предшествующих образованию α-кетоглутарата, отщепляется один ион аммония. Часть этих ионов, теряя протон, будучи нейтральным, легко диффундирует через апикальные клеточные мембраны в канальцевую жидкость, где вновь превращается в NН4+, присоединяя ионы водорода. Секреция Н+ ионов в канальцевую жидкость осуществляется из клеток эпителия механизмами активного транспорта в обмен на Na+ из канальцевой жидкости. Часть NH4+ может диффундировать через апикальные клеточные мембраны в канальцевую жидкость без превращения в аммиак.

Каждый экскретируемый ион аммония обеспечивает поступление в щелочной резерв крови одного иона бикарбоната.

Здоровый человек при обычном пищевом и физическом режиме выводит за сутки 30-50 ммоль водорода через аммиачный механизм.

В общем итоге соотношение между концентрацией водородных ионов в моче и их концентрацией в крови может составлять 800:1, настолько велика способность почек выводить из организма ионы водорода. Обычно рН мочи колеблется в пределах от 4,5 до 5,2.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]