Закон поддержания постоянства рН. Компенсаторные механизмы pH плазмы и эритроцитов
Наиболее мощной в плазме является система угольная кислота/бикарбонат. Только 5 % чистого С02 переносится плазмой в растворенном виде, 20 % — транспортируются в эритроцитах, остальные 75 % CO2 переносятся кровью как бикарбонат.
1. Угольная кислота/бикарбонат (Н+ +НСОэ <=> Н2С03 <=> С02 +Н20);
буферная мощность = 65 %.
При избытке ионов Н указанная реакция сдвигается вправо и, образующийся вследствие диссоциации угольной кислоты, углекислый газ удаляется легкими, при избытки ионов НС03 — реакция сдвигается влево, при этом, усиливается выделение почками бикарбоната и, концентрация ионов Н увеличивается.
2. Белки (Н+ + белок => НБ); буферная мощность = 5%.
Поскольку концентрация белков в плазме невелика, незначительна их буферная мощность и в плазме. Однако в клетках они играют существенную роль при переносе ионов между вне- и внутриклеточным пространством.
3. Фосфаты (Н+ + НР04=> Н2РО4);
буферная мощность = 1%.
Небольшая концентрация фосфатов в плазме определяет их низкую буферную мощность, вместе с тем основная их роль как буферных механизмов проявляется в клетках и в почках.
Эритроциты:
Н+ + Нb-=>ННВ;
буферная мощность = 29 %.
Особой по своей силе является гемоглобиновая буферная система. В эритроцитах при помощи фермента карбангидразы СО, соединяется с водой, образуя углекислоту, которая сразу диссоциирует на ионы Н и НСО3. Ион водорода, как указано выше, соединяется с восстановленным гемоглобином. Ион бикарбоната соединяется с калием, образуя бикарбонатную соль КНС03. Ионы бикарбоната накапливаются в эритроцитах и при снижении их концентрации в плазме переходят туда (эритроциты: КНС03 -» К+ + НС03" —> в плазму). При этом в эритроциты входят ионы хлора, соединяясь с калием; таким образом, клетка остается нейтральной (плазма: CL- —» эритроциты —» KCL). Кроме того, буферная емкость гемоглобина увеличивается содержащимся в нем белком.
Необходимо отметить буферную роль окисленного и восстановленного гемоглобина. Буферирование осуществляется частью гемоглобиновой молекулы, называемой имидазольной группой, присоединение же кислорода происходит с помощью железосодержащей группы. Каждая из имидазольных групп может отдавать или присоединять ионы водорода, в зависимости от того, присоединяет или отдает другая часть молекулы кислорода.
Гемоглобин можно сравнить с механической игрушкой, в которой добавление кислорода с одной стороны вызывает с другого ее конца «выстреливание» иона водорода и наоборот. Итак, окисленный гемоглобин ведет себя как кислота, увеличивая концентрацию ионов Н, а восстановленный — как основание, нейтрализуя последние. Чем ниже насыщение венозной крови кислородом, тем выше в ней содержание восстановленного гемоглобина, а следовательно, концентрация бикарбоната и значение BE также будут более высокими, чем в артериальной крови.
