Механизмы регуляции содержания ионов водорода (Н+) в организме во многом сходны с поддержанием баланса других ионов. Например, для достижения гомеостаза необходимо соответствие между поступлением (образованием) ионов Н+ и выделением их из организ ма. Почкам принадлежит ведущая роль в выведении ионов Нт из организма. Точная регуляция содержания ионов Н+ во внеклеточной жидкости заключается не только в выделении их почками. Кроме этого, в организме существует ряд многочисленных буферных механизмов, благодаря которым концентрация ионов Н+ в жидких средах поддерживается на нормальном уровне; в них вовлечены системы крови, органов дыхания и процессы, происходящие на уровне клетки.
В статьях на сайте обсуждается роль различных факторов, которые вносят вклад в поддержание определенной концентрации ионов Н+. При этом особая роль отводится секреции и реабсорбции ионов Н+ в канальцах, а также образованию и выделению бикарбонатов (НСО3-) почками, поскольку эти вещества в основном определяют состояние кислотно-щелочного равновесия в жидких средах.
Точная регуляция содержания ионов Н+ имеет большое значение, поскольку концентрация этих ионов оказывает влияние на деятельность почти всех ферментных систем в организме. В связи с этим изменение их содержания затрагивает практически все клетки и функции организма.
По сравнению с другими ионами концентрация ионов Н+ в жидких средах в норме поддерживается на низком уровне. Например, концентрация натрия во внеклеточной жидкости (142 мэкв/л) почти в 3,5 млн раз выше, чем содержание ионов Н+, для которых она составляет в среднем 0,00004 мэкв/л. Границы нормальных значений для ионов Н+ также составляет 1/106 часть от диапазона колебаний ионов Na+, поэтому для поддержания многочисленных клеточных функций необходимо регулировать содержание ионов Н+ с высокой точностью.
Ион водорода (протон) является составной частью молекулы водорода. Молекулы, способные диссоциировать с образованием ионов Н+, называют кислотами. Пример такого соединения — соляная кислота (НСl), которая диссоциирует в воде на ион водорода (Н+) и ион хлора (Сl-). Подобная диссоциация происходит и у молекулы угольной кислоты (Н2СО3), в результате образуются Н+ и ион бикарбоната (НСО3-).
Основаниями называют ионы или молекулы, которые способны связывать протон. Основанием, например, можно считать НСО3-, поскольку ион бикарбоната способен объединиться с ионом Н+, образуя Н2СО3. Подобно бикарбонатам ионы фосфата (НРО4-) также являются основаниями: присоединяя протон, они образуют Н2РO4. Белки в организме функционируют также в качестве оснований, поскольку несут в себе отрицательный заряд и легко связывают ионы Н+. Наиболее важными из них являются гемоглобин эритроцитов и внутриклеточные белки.
Термины «основания» и «щелочи» часто используют как синонимы. Щелочью является молекула, в состав которой входит один или несколько щелочных металлов — натрий, калий, литий и др., а также такое сильное основание, как, например, гидроксил-ион (ОН-). Часть этих молекул, представленная основанием, быстро реагирует с ионами Н+, связывая их в растворе, поэтому щелочи относят к типичным основаниям. Недостаток протонов в жидких средах называют алкалозом, а избыток — ацидозом.
