Бикарбонатная буферная система является наиболее важным внеклеточным буфером. Недооценка реальной силы этой буферной системы, кривая титрования которого изображена на рисунке ниже, возможна по двум причинам.

Во-первых, рН внеклеточной жидкости составляет около 7,4, тогда как рК бикарбонатной буферной системы — 6,1. Это означает, что содержание бикарбонатов в буферной системе примерно в 20 раз превышает содержание растворенного CO₂, поэтому система действует в более пологой части кривой, где буферная емкость незначительна.

Во-вторых, содержание двух компонентов бикарбонатной буферной системы (CO₂ и HCO₃^-) невелико.

Несмотря на эти отрицательные характеристики, бикарбонатная буферная система во внеклеточной жидкости является наиболее мощной системой. Этот явный парадокс основан на том, что содержание двух ее компонентов (CO₂ и HCO₃^-) точно регулируется почками, выводящими или увеличивающими содержание бикарбонатов, а также дыхательной системой, регулирующей выделение CO₂ легкими.

Фосфатная буферная система

Значение фосфатной буферной системы для внеклеточной жидкости невелико, но эта система играет основную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия в просвете канальцев почки, а также внутриклеточной жидкости. Основными компонентами фосфатной буферной системы являются H₂PO₄ и HPO₄^2-. При добавлении к смеси указанных веществ сильной кислоты, например HCl, протоны связываются основанием HPO₄^2-, преобразуясь в Н₂РО₄:

HCl + Na₂HPО₄ -> NaH₂PО₄ + NaCl.

В результате этой реакции сильная кислота НСl замещается слабой NaH₂PO₄, поэтому рН снижается незначительно.

Добавление к буферной системе сильного основания, например NaOH, связывает ионы ОН- с помощью H₂PO₄^-, дополнительно образуя HPO₄^2- и H₂O: NaOH + NaH₂PО₄ -> Na₂HPО₄ + H₂O.

В этом случае сильное основание NaOH обменивается на более слабое NaH₂PO₄, увеличение рН при этом незначительно.

рК фосфатного буфера составляет 6,8, что близко к нормальному значению рН в жидких средах (7,4). Это позволяет системе действовать в пределах почти максимальной буферной емкости. Однако поскольку концентрация компонентов этой системы составляет лишь 8% по сравнению с бикарбонатами, ее буферная емкость во внеклеточной жидкости невелика и значительно уступает бикарбонатной буферной системе.

В отличие от внеклеточной жидкости фосфатная буферная система играет особую роль в просвете почечных канальцев по двум причинам:

(1) содержание фосфатов в канальцах существенно возрастает, благодаря чему возрастает буферная емкость мочи;

(2) рН мочи в канальцах обычно ниже, чем во внеклеточной жидкости, таким образом рабочий диапазон фосфатной системы приближен к значению рК (6,8).

Фосфатная буферная система также имеет большое значение для поддержания кислотно-щелочного равновесия внутри клетки, поскольку концентрация фосфатов во внутриклеточной жидкости во много раз больше, чем вне клетки. рН внутри клетки ниже, чем во внеклеточной жидкости, и близка по значению к рК для фосфатной буферной системы.

- Также рекомендуем "Внутриклеточные буферные системы. Изогидрическое правило буферных систем"