Физико-химические буферные системы крови

1. Буферная система гемоглобина является наиболее мощной. Эта система функционирует благодаря тому, что белок глобин в молекуле гемоглобина обладает амфотерными свойствами, оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем дезоксигемоглобин (восстановленный гемоглобин). В тканях гемоглобин играет роль щёлочи, в лёгких же ведёт себя как кислота, предотвращая защелачивание крови после выделения из неё углекислоты.

2. Карбонатная буферная система представлена слабой угольной кислотой (Н₂СО₃) и слабым основанием (NaHCO₃^-). При поступлении в кровь более сильной, чем угольная, кислоты происходит обмен ионами натрия с образованием слабодиссоциирующей и легкорастворимой угольной кислоты, её избыток снижается при выделении лёгкими углекислого газа.

3. Фосфатная буферная система образована дигидрофосфатом и гидрофосфатом натрия: NаН₂РО₄/Nа₂НРО₄. При поступлении в кровь кислоты она реагирует с гидрофосфатом с образованием дигидрофосфата, щёлочь реагирует с дигидрофосфатом натрия, образуя гидрофосфат. В обоих случаях избытки образующихся гидро- или дигидрофосфатов удаляется из организма почками.

4. Белки плазмы играют роль буферной системы благодаря амфотерным свойствам, которые обусловлены амино- и карбоксильной группами: в кислой среде белки ведут себя как щёлочи, связывая кислоты, в щелочной - как кислоты.

Роль функциональных систем. Помимо буферных систем, обеспечивающих базовый уровень регуляции реакции крови, система поддержания рН включает функциональные системы, благодаря которым происходит регенерация буферов.

1. Дыхательная система обеспечивает выделение из организма летучего ангидрида угольной кислоты - углекислого газа.

2. Почки удаляют из организма избыток кислот и оснований. При ацидозе возрастает выделение дигидрофосфата натрия NaН₂РО₄, при алкалозе - гидрофосфата натрия и NаНСО₃, соответственно изменяетя кислотность мочи, рН которой колеблется в широком диапазоне (4, 5 - 8, 5).

3. Важную роль в поддержании рН крови играет желудочно-кишечный тракт, слизистые оболочки которого секретируют эквимолярные количества соляной кислоты (желудок) и гидрокарбоната (кишечник и поджелудочная железа). При патологии состояния, сопровождающиеся неукротимой рвотой, способны привести к алкалозу за счет потери ионов водорода, а поносы, сопровождающиеся потерей бикарбонатов, - к системному ацидозу.

4. Кроме того, в организме функционирует система метаболической нейтрализации - связывания кислых продуктов в процессе аммониогенеза и цикла Карно в печени и почках; а также удаления щелочных валентностей за счет образования молочной кислоты в мышцах.