МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Физиология эндокринной системы
Физиология пищеварительной системы
Физиология клеток крови
Физиология обмена веществ, питания
Физиология почек, КЩС, солевого обмена
Физиология репродуктивной функции
Физиология органов чувств
Физиология нервной системы
Физиология иммунной системы
Физиология кровообращения
Физиология дыхания
Физиология водолазов, дайверов
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Форум
 

Аммониевая буферная система. Количественная оценка выделения кислот и оснований

а) Выделение избытка протонов и образование новых ионов бикарбоната с помощью буферной системы, содержащей ионы аммония. Буферной системой, в количественном отношении даже превосходящей фосфатную буферную систему, является система, содержащая аммиак (NH3) и ионы аммония (NH4+). Ионы аммония образуются из глутамина, источником которого главным образом служит метаболизм аминокислот в печени. Глутамин, доставленный с током крови к почкам, перемещается в эпителий проксимальных канальцев, толстого восходящего отдела петли Генле и дистальных канальцев (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).

Аммониевая буферная система. Количественная оценка выделения кислот и оснований
Образование и секреция иона аммония (NH4+) в клетках проксимальных канальцев. Глутамин метаболизируется в клетке, образуя ион аммония и бикарбоната. Секреция NH4+ в просвет канальца осуществляется с участием натрий-аммониевого насоса. Из каждой молекулы глутамина образуются 2 иона NH4+, выделяемых с мочой, и 2 иона HCO3-, реабсорбируемых в плазму

Попадая в клетку, каждая молекула глутамина участвует в серии реакций, в результате которых образуются по 2 иона NH4+ и HCO3-. NH4+ выделяется в просвет канальца, обмениваясь на реабсорбируемый натрий. Ион HCO3- перемещается через базолатеральную мембрану вместе с реабсорбируемым натрием в межклеточную жидкость, попадая в перитубулярные капилляры. Таким образом, из каждой молекулы глутамина в проксимальных канальцах образуются 2 иона NH4+, которые выделяются в мочу, и столько же ионов HCO3-, реабсорбирующихся в плазму. Ионы HCO3-, образованные в ходе данного процесса, представляют собой вновь синтезированные соединения.

В просвет собирательных трубочек ионы NH4+ попадают с помощью другого механизма (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).

Протоны, выделяемые в просвет, взаимодействуют с NH3, образуя ионы NH4+, которые затем выделяются в мочу. Стенка собирательных каналов проницаема для NH3, способного легко диффундировать в жидкость внутри просвета, однако для ионов NH4+ проницаемость значительно ниже, поэтому ион аммония, образовавшись в результате реакции иона Н+ с NH3, остается в просвете канальца и выводится с мочой. Выделение каждого иона аммония сопровождается синтезом и добавлением к бикарбонатной буферной системе плазмы одного иона HCO3-.

Аммониевая буферная система. Количественная оценка выделения кислот и оснований
Буферная реакция протонов с аммиаком (NH3) в собирательных трубочках. Аммиак диффундирует в просвет канальца, где он реагирует с выделенными протонами, образуя NH4+, который затем выделяется с мочой. На каждый выделенный ион аммония приходится синтез одного иона бикарбоната, образуемого в клетках просвета канальцев и реабсорбируемого в плазму

Хронический ацидоз увеличивает выделение NH4+. Одной из наиболее важных характеристик буферной системы, содержащий аммиак и ионы аммония, является ее физиологическая регуляция. Увеличение концентрации ионов Н+ во внеклеточной жидкости стимулирует превращение глутамина в почке, следовательно, увеличивает образование ионов NH4+ и новых ионов бикарбоната для связывания протонов. Снижение со держания ионов Н+ оказывает противоположное влияние.

В норме общее количество ионов Н+, связанное буферной системой, содержащей ионы аммония, составляет около 50% суммы выделенной кислоты; на ее долю приходится также и 50% вновь образованных ионов HCO3-. Однако при хроническом ацидозе выделение ионов NH4+ может возрасти до 500 мэкв/сут, поэтому основным механизмом выведения кислых продуктов при хроническом ацидозе является выделение ионов аммония с мочой. При данной патологии эта буферная система также играет важную роль в образовании новых ионов бикарбоната.

Количественная оценка выделения кислот и оснований

Основываясь на принципах, изложенных ранее, выделение кислых продуктов, добавление или выведение бикарбонатов из плазмы можно охарактеризовать следующим образом.

Выделение бикарбонатов рассчитывается как произведение объема выделенной мочи на концентрацию в ней ионов HCO3-. Эта величина указывает, с какой скоростью почки удаляют бикарбонаты из плазмы (что аналогично добавлению ионов Н+). При алкалозе выведение ионов HCO3-~ способствует возвращению значения рН к нормальной величине.

Количество вновь образованного бикарбоната, попавшего в плазму в любой момент времени равняется суммарному количеству секретированных в просвет канальцев протонов, связанных с различными буферными соединениями мочи, за исключением бикарбонатной буферной системы. Как уже обсуждалось ранее, основными соединениями, входящими в состав небикарбонатных буферных систем мочи, являются ионы NH4+ и фосфаты, поэтому количество ионов HCO3-, добавленное к плазме (число выделенных протонов, связанных с ионом аммония), вычисляется путем подсчета количества ионов NH4+ в моче (объем мочи, умноженный на концентрацию в ней ионов аммония).

Выделение протонов, связанных с другими соединениями, которые не относятся ни к бикарбонатам, ни к ионам аммония, измеряют путем определения величины титруемой кислотности. Исследуемую мочу титруют сильным основанием, например NaOH, доводя рН раствора до значения 7,4, что соответствует нормальному значению рН плазмы и первичной мочи. Подобное титрование позволяет обратить назад процесс, в ходе которого в просвет канальцев происходила секреция протонов. Следовательно, число миллиэквивалентов NaOH, необходимое для возвращения рН к значению 7,4, равно числу миллиэквивалентов ионов Н+, секретиро-ванных канальцами почки, которые вступали во взаимодействие с фосфатным и другими органическими буферами. Измерение титруемой кислотности не включает протоны, связанные с буферной системой, содержащей аммиак и ионы аммония, поскольку ее рК составляет 9,2, поэтому использование NaOH для увеличения рН раствора до 7,4 не приводит к высвобождению ионов Н+ из солей аммония.

Таким образом, окончательное выделение кислых продуктов почками может быть оценено по формуле:

Выделение кислоты = Выделение NH4+ + Титруемая кислотность мочи - Выделение бикарбонатов.

Причина, по которой ионы бикарбоната вычитают из общей суммы, заключается в том, что потеря ионов HCO3- означает практически то же, что и добавление ионов Н+ к плазме. Для поддержания кислотно-щелочного равновесия необходимо, чтобы выделение кислых продуктов равнялось образованию нелетучих кислот в организме. При ацидозе выведение кислых продуктов из плазмы в значительной степени возрастает, особенно вследствие увеличения выделения ионов NH4+. Объем выделенных кислых продуктов также равен количеству бикарбонатов, дополнительно поступивших в плазму, поэтому при ацидозе поступление ионов HCO3- в плазму возрастает пропорционально увеличению выделения ионов NH4+ и титруемой кислотности мочи.

При алкалозе титруемая кислотность мочи и выделение ионов NH4+ снижаются до нуля, тогда как с мочой усиленно выводятся ионы HCO3-. Следовательно, при алкалозе секреция кислых продуктов имеет отрицательную величину. Это означает, что плазма крови теряет ионы HCO3- (что аналогично добавлению ионов Н+), а синтез бикарбонатов почками не осуществляется.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

- Также рекомендуем "Зависимость секреции почками протонов. Механизмы секреции протонов в почечных канальцах"

Оглавление темы "Регуляция кислотно-щелочного равновесия почками":
1. Влияние альвеолярной вентиляции на pH. Влияние pH на дыхательную систему
2. Буферная емкость дыхательной системы. Участие почек в регуляции кислотно-щелочного равновесия
3. Секреция протонов почками. Реабсорбция ионов бикарбоната почками
4. Нейтрализация протонов почками. Первично активный механизм секреции ионов водорода почками
5. Механизм образования новых ионов бикарбоната. Фосфатная буферная система почек
6. Аммониевая буферная система. Количественная оценка выделения кислот и оснований
7. Зависимость секреции почками протонов. Механизмы секреции протонов в почечных канальцах
8. Коррекция ацидоза почками. Механизмы почечной коррекции ацидоза
9. Коррекция алкалоза почками. Механизмы почечной коррекции алкалоза
10. Причины дыхательного и метаболического ацидоза. Причины дыхательного алкалоза
Медунивер Мы в Telegram Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.