Ход работы:

Кислотно-щелочное равновесие — это константа крови, регулируемая наиболее часто. Кровь имеет слабощелочную реакцию: pH артериальной крови составляет 7,4, а венозной — 7,35 (вследствие избытка С02).

Снижение pH может происходить в узких пределах (максимально до 6,8). В случае большего изменения наступает смерть.

Смещение pH в кислую сторону осуществляют кислоты Н3Р04, Н2С03, молочная, пировиноградная, некоторые кетосоединения.

Возможным является и повышение щелочности внутренней среды организма, прежде всего в горных условиях. Щелочные электролиты поступают во внутреннюю среду с пищевыми продуктами (овощи, фрукты).

Благодаря регуляторным механизмам двух типов pH крови четко поддерживается:

а) физико-химические (буферные системы), состоящие из кислотного и щелочного компонентов, связывают кислоты или щелочи, предотвращая существенное изменение концентрации Н+. Этот механизм действует очень быстро (доли секунды) и потому относится к быстрым механизмам регуляции устойчивости внутренней среды (Булич, Муравов, 2003; Волков Н. И. и соавт., 1998; Функциональные резервы..., 1990).

В плазме крови содержатся такие основные буферные системы:

• бикарбонатная: Н₂СО₃/NaHC0₃

• фосфатная: NaH₂P0₄/NaHP0₄

• белковая: Н белок/Na белок

В эритроцитах функционируют такие буферные системы:

1. Оксигемоглобин и восстановленная форма гемоглобина. Они действуют как слабая кислота в буферной паре с калиевой солью гемоглобина:

ННbО₂ /KНЬО₂;ННb/ КНЬ

2. Калиевые соли Н₃Р0₄ (калийфосфатная буферная система):

КН₂Р0₄/К₂НР0₄

Механизм функционирования буферных систем можно продемонстрировать на примере карбонатной буферной системы. Если во внутренней среде организма образуется избыток щелочи, в реакцию вступает кислотный компонент буферной системы — Н₂С0₃:

NaOH + Н₂С0₃ = NaHC0₃ + Н₂0.

Если среда подкисляется кислыми продуктами обмена веществ, в реакции участвует щелочной компонент буферной системы:

HCI + NaHC0₃ = NaCI + Н₂С0₃.

В обоих случаях образуются продукты, которые легко диссоциируют и существенно не влияют на pH внутренней среды;

б) физиологические механизмы связаны с функционированием легких и почек, которые соответственно регулируют концентрацию С02 и минеральных солей. Такой физиологический механизм регуляции гомеостаза, как почки, действует очень медленно (10—12 ч). Но этот механизм наиболее мощный и способен полностью восстановить pH организма, удалив мочу со щелочными или кислыми значениями pH (Волков Н. И. и соавт., 1998; Медведев, 1984).

Физиологические механизмы регуляции устойчивости внутренней среды тесно взаимодействуют с физико-химическими, дополняя их и делая систему регуляции в целом более надежной. Например, у бикарбонатной системы небольшая емкость, но в организме по важности она превосходит все другие вследствие того, что концентрация каждого из элементов буферной системы может регулироваться: С02—дыхательной системой, а бикарбонатный ион — почками. Благодаря легкости, с которой легкие регулируют концентрацию С02, эта система обладает значительной буферной емкостью.

Все буферные системы вместе взятые образуют щелочной резерв, способный связывать избыток кислот, образующихся в процессе обмена веществ, в том числе и во время физических нагрузок.