Funcționarea sistemului tampon proteic este asigurată. Mecanismele homeopatice fizico-chimice sunt sisteme tampon ale mediului intern al organismului. Locația de descărcare a tamponului - plămâni

Introducere

Sisteme tampon ale organismului

Un organism poate fi definit ca un sistem fizico-chimic care există în mediu într-o stare staționară. Această capacitate a sistemelor vii de a menține o stare staționară într-un mediu în continuă schimbare este cea care determină supraviețuirea lor. Pentru a asigura o stare staționară, toate organismele - de la cele mai simple din punct de vedere morfologic la cele mai complexe - au dezvoltat o varietate de adaptări anatomice, fiziologice și comportamentale care servesc unui singur scop - menținerea constanței mediului intern.

Această relativă constanță dinamică a mediului intern (sânge, limfa, lichid tisular) și stabilitatea funcțiilor fiziologice de bază (circulația sângelui, respirația, termoreglarea, metabolismul etc.) ale corpului uman și animal se numește homeostazie.

Acest proces se realizează în primul rând prin activitatea plămânilor și a rinichilor datorită funcțiilor respiratorii și excretoare. Homeostazia se bazează pe menținerea echilibrului acido-bazic.

Funcția principală a sistemelor tampon este de a preveni modificări semnificative ale pH-ului prin reacția tamponului atât cu un acid, cât și cu o bază. Acțiunea sistemelor tampon din organism vizează în primul rând neutralizarea acizilor rezultați.

H+ + tampon-<==>H-tampon

Există mai multe sisteme tampon diferite în organism în același timp. Din punct de vedere funcțional, ele pot fi împărțite în bicarbonat și non-bicarbonat. Sistemul tampon fără bicarbonat include hemoglobină, diverse proteine ​​și fosfați. Este cel mai activ în sânge și în interiorul celulelor.

Sisteme tampon biologic

Majoritatea fluidelor biologice ale corpului sunt capabile să mențină valoarea pH-ului sub influențe externe minore, deoarece sunt soluții tampon.

O soluție tampon este o soluție care conține un sistem de echilibru protolitic capabil să mențină o valoare practic constantă a pH-ului atunci când este diluată sau când sunt adăugate cantități mici de acid sau alcali.

În soluțiile tampon protolitic, componentele sunt un donor de protoni și un acceptor de protoni, care sunt o pereche conjugată acid-bază.

În funcție de faptul că electrolitul slab aparține clasei de acizi sau baze, sistemele tampon sunt împărțite în acide și bazice.

Sistemele tampon acide sunt soluții care conțin un acid slab (donor de protoni) și o sare a acestui acid (acceptor de protoni). Soluțiile tampon acide pot conține diferite sisteme: acetat (CH3COO-, CH3COOH), hidrocarbonat (HCO3-, H2CO3), hidrofosfat (HPO22-, H2PO4-).

Principalele sisteme tampon sunt soluțiile care conțin baze slabe (acceptor de protoni) și o sare a acestei baze (donator de protoni).

Sistem tampon cu hidrocarbonat

Sistemul tampon de hidrocarbonat este format din monoxid de carbon (IV).

CO2 + H2O- CO2 H2O - H2CO3- H+ + HCO3-

În acest sistem, donorul de protoni este acidul carbonic H2CO3, iar acceptorul de protoni este ionul bicarbonat HCO3- Ținând cont de fiziologie, în mod convențional tot CO2 din organism, atât simplu dizolvat, cât și hidratat la acid carbonic, este de obicei considerat acid carbonic. .

Acidul carbonic la un pH fiziologic = 7,40 se găsește predominant sub formă de monoanion, iar raportul dintre concentrațiile componentelor din sistemul tampon de bicarbonat al sângelui este [HCO3-]\ = 20:1. În consecință, sistemul hidrocarbonat are o capacitate tampon pentru acid semnificativ mai mare decât capacitatea tampon pentru bază. Aceasta corespunde caracteristicilor corpului nostru.

Dacă acidul pătrunde în sânge și crește concentrația ionului de hidrogen, atunci interacționează cu HCO3-, îl deplasează către H2CO3 și duce la eliberarea de dioxid de carbon gazos, care este eliberat din organism în timpul respirației prin plămâni.

Н+ + НСО3- - Н2СО3 - СО2^ + Н2О

Când bazele intră în sânge, ele se leagă de acidul carbonic, iar echilibrul se deplasează către HCO3-.

OH- + H2CO3 - HCO3- + H2O

Scopul principal al unui tampon de bicarbonat este neutralizarea acizilor. Este un sistem de răspuns rapid și eficient, deoarece produsul interacțiunii sale cu acizi - dioxidul de carbon - este eliminat rapid prin plămâni. Încălcarea echilibrului acido-bazic în organism este compensată în primul rând cu ajutorul unui sistem tampon cu bicarbonat (10-15 min.)

Tamponul bicarbonat este principalul sistem tampon al plasma sanguină, oferind aproximativ 55% din capacitatea totală de tampon a sângelui. Tamponul de bicarbonat se găsește și în celulele roșii din sânge, lichidul intercelular și țesutul renal.

Sistem tampon de hidrogen fosfat

Sistemul tampon de hidrogen fosfat se găsește atât în ​​sânge, cât și în lichidul celular al altor țesuturi, în special în rinichi. În celule este reprezentat de K2HPO4 și KH2PO4, iar în plasma sanguină și lichidul intercelular

Na2HPO4 și NaH2PO4. Rolul donorului de protoni în acest sistem este jucat de ionul H2PO4-, iar rolul de acceptor este jucat de ionul HPO42-.

În mod normal, raportul formelor [HPO42-]\[H2PO4-] = 4:1. În consecință, acest sistem are și o capacitate tampon mai mare pentru acizi decât pentru baze. Atunci când concentrația de cationi de hidrogen în fluidul intracelular crește, de exemplu ca urmare a procesării alimentelor din carne, aceștia sunt neutralizați de ionii HPO42-.

H+ + HPO42- - H2PO4-

Excesul de dihidrogen fosfat rezultat este excretat de rinichi, ceea ce duce la o scădere a pH-ului urinei.

Atunci când concentrația de baze din organism crește, de exemplu atunci când se consumă alimente vegetale, acestea sunt neutralizate de ionii H2PO4-

OH- + H2PO4- - HPO42-+ H2O

Excesul de hidrogen fosfat rezultat este excretat de rinichi, iar pH-ul urinei crește.

Spre deosebire de sistemul hidrocarbonat, sistemul de fosfat este mai „conservator”, deoarece produsele de neutralizare în exces sunt excretate prin rinichi și restabilirea completă a raportului [HPO42-]\[H2PO4-] are loc numai după 2-3 zile. Durata compensării pulmonare și renale pentru tulburările raportului componentelor din sistemele tampon trebuie luată în considerare în timpul corectării terapeutice a tulburărilor echilibrului acido-bazic al organismului.

Sistem tampon de hemoglobină

Sistemul tampon de hemoglobină este un sistem tampon complex de eritrocite, care include doi acizi slabi ca donor de protoni: hemoglobina HHb și oxihemoglobina HHbO2. rolul de acceptor de protoni îl joacă bazele conjugate la acești acizi, adică. anionii lor Hb- şi HbO2-.

Н+ + Нb-ННb Н+ + НbО2- - ННb + О2

Când se adaugă acizi, anionii de hemoglobină, care au o afinitate mare pentru protoni, vor absorbi mai întâi ionii H+. Când este expusă la o bază, oxihemoglobina va prezenta o activitate mai mare decât hemoglobina.

OH- + HHbO2 - HbO2- + H2O OH- + HHb- Hb- + H2O

Astfel, sistemul sanguin al hemoglobinei joacă un rol semnificativ în câteva dintre cele mai importante procese fiziologice ale corpului: respirație, transportul oxigenului în țesuturi și menținerea unui pH constant în interiorul globulelor roșii și, în cele din urmă, în sânge. Acest sistem funcționează eficient numai în combinație cu alte sisteme tampon ale corpului.

Sisteme tampon de proteine

Sistemele tampon proteic, în funcție de proprietățile acido-bazice ale proteinei, caracterizate prin punctul său izoelectric, sunt de tip anionic și cationic.

Anionic Tamponul proteic funcționează la pH>pIprotein și constă dintr-un donor de protoni, molecula de proteină HProt, care are o structură ionică bipolară, și un acceptor de protoni, Protanion.

H3N+ – Prot – COOH - H+ + H3N – Prot – COO-

scurt Н2Рput - Н+ + (НРput) -

Când se adaugă un acid, acest echilibru se deplasează către formarea unei molecule de proteină, iar când se adaugă o bază, conținutul de anion proteic din sistem crește.

Cationic sistemul tampon proteic funcționează la pH<рIбелка и состоит из донора протона – катиона белка Н2Рrot и акцептора протона - молекулы белка НРrot.

H3N+ – Prot – COOH- H+ + H3N – Prot – COO-

pe scurt (Н2Рrot)+ + НРrot

Cationic sistemul tampon HProt, (H2Prot)+ menține de obicei valoarea pH-ului în medii fiziologice cu pH< 6, а анионная белковая буферная система (Рrot)- , НРrot – в средах с рН >6. Un tampon proteic anionic funcționează în sânge.

Acidoza

Acidoza (din latină acidus - acru) este o schimbare a echilibrului acido-bazic al organismului către creșterea acidității (scăderea pH-ului).

Cauzele acidozei

De obicei, produșii de oxidare ai acizilor organici sunt îndepărtați rapid din organism. În cazul afecțiunilor febrile, tulburărilor intestinale, sarcinii, postului etc., acestea sunt reținute în organism, ceea ce se manifestă în cazuri ușoare prin apariția acidului acetoacetic și a acetonei în urină (așa-numita acetonurie), iar în cazurile severe (de exemplu, cu diabet) pot duce la comă.

caracterizat printr-un exces absolut sau relativ de acizi, i.e. substanțe care donează ioni de hidrogen (protoni) bazelor care le atașează.

Acidoza poate fi compensată sau necompensată în funcție de valoarea pH-ului - indicatorul de hidrogen al mediului biologic (de obicei sânge), exprimând concentrația ionilor de hidrogen. Cu acidoză compensată, pH-ul sângelui se deplasează la limita inferioară a normei fiziologice (7,35). Cu o schimbare mai pronunțată către partea acidă (pH mai mic de 7,35), acidoza este considerată necompensată. Această schimbare se datorează unui exces semnificativ de acizi și insuficienței mecanismelor fizico-chimice și fiziologice de reglare a echilibrului acido-bazic. (Echilibrul acido-bazic)

După origine, aluminiul poate fi gaz, non-gaz sau mixt. Gazul A. apare ca urmare a hipoventilatiei alveolare (indepartarea insuficienta a CO2 din organism) sau ca urmare a inhalarii de aer sau amestecuri de gaze ce contin concentratii mari de dioxid de carbon. În același timp, presiunea parțială a dioxidului de carbon (pCO2) în sângele arterial depășește valorile maxime normale (45 mm Hg), adică apare hipercapnia.

Non-gaz A. se caracterizează printr-un exces de acizi nevolatili, o scădere primară a conținutului de bicarbonat din sânge și absența hipercapniei. Principalele sale forme sunt acidoza metabolică, excretorie și exogenă.

A. metabolic apare din cauza acumulării de produse acide în exces în țesuturi, a legăturii insuficiente sau a distrugerii acestora; cu o creștere a producției de corpi cetonici (cetoacidoză), acid lactic (acidoză lactică) și alți acizi organici. Cetoacidoza se dezvoltă cel mai adesea cu diabet zaharat, precum și cu post (în special carbohidrați), febră mare, hipoglicemie severă cu insulină, cu anumite tipuri de anestezie, intoxicație cu alcool, hipoxie, procese inflamatorii extinse, leziuni, arsuri etc. Cel mai adesea apare acidoza lactică. de multe ori . Acidoza lactică de scurtă durată apare în timpul lucrului muscular intens, în special la persoanele neantrenate, când producția de acid lactic crește și oxidarea lui insuficientă are loc din cauza lipsei relative de oxigen. Acidoza lactică de lungă durată se observă cu afectare hepatică severă (ciroză, distrofie toxică), decompensare cardiacă, precum și cu o scădere a alimentării cu oxigen a organismului din cauza respirației externe insuficiente și a altor forme de inaniție de oxigen. În cele mai multe cazuri, A. metabolic se dezvoltă ca urmare a unui exces de mai multe alimente acide în organism.

Excretor A., ​​ca urmare a scăderii excreției acizilor nevolatili din organism, se observă în bolile renale (de exemplu, în glomerulonefrita cronică difuză), ducând la dificultăți în îndepărtarea fosfaților acizi și a acizilor organici. Excreția crescută a ionilor de sodiu în urină, care provoacă dezvoltarea A. renală, este observată în condiții de inhibare a proceselor de acidogeneză și amoniageneză, de exemplu, cu utilizarea pe termen lung a medicamentelor sulfonamide și a unor diuretice. A. excretor (forma gastroenterală) se poate dezvolta cu pierderea crescută a bazelor prin tractul gastrointestinal, de exemplu, cu diaree, vărsături persistente de suc intestinal alcalin aruncat în stomac, precum și cu salivație crescută prelungită. Exogen A. apare atunci când un număr mare de compuși acizi sunt introduși în organism, incl. unele medicamente.

Dezvoltarea formelor mixte de oxigen (o combinație de gaz și diferite tipuri de oxigen non-gaz) se datorează, în special, faptului că CO2 difuzează prin membranele capilare alveolare de aproximativ 25 de ori mai ușor decât O2. Prin urmare, dificultatea de a elibera CO2 din organism din cauza schimbului insuficient de gaze în plămâni este însoțită de o scădere a oxigenării sângelui și, în consecință, dezvoltarea înfometării de oxigen cu acumularea ulterioară de produse suboxidate ale metabolismului interstițial (în principal lactic). acid). Astfel de forme de A. se observă în patologiile sistemului cardiovascular sau respirator.

A. moderat compensat este practic asimptomatic și este recunoscut prin examinarea sistemelor tampon de sânge, precum și a compoziției urinei. Pe măsură ce A. se adâncește, unul dintre primele simptome clinice este creșterea respirației, care apoi se transformă în dificultăți severe de respirație, forme patologice de respirație. A. necompensat se caracterizează prin tulburări semnificative ale funcțiilor sistemului nervos central, sistemului cardiovascular, tractului gastro-intestinal etc. A. duce la o creștere a conținutului de catecolamine în sânge, prin urmare, atunci când apare, o creștere a nivelului cardiac. activitate, creșterea ritmului cardiac, creșterea volumului sanguin pe minut, creșterea tensiunii arteriale. Pe măsură ce A. se adâncește, reactivitatea receptorilor adrenergici scade și, în ciuda conținutului crescut de catecolamine în sânge, activitatea cardiacă este deprimată, iar tensiunea arterială scade. În acest caz, apar adesea diferite tipuri de aritmii cardiace, inclusiv fibrilația ventriculară. În plus, A. duce la o creștere bruscă a efectelor vagale, provocând bronhospasm, secreție crescută a glandelor bronșice și digestive; Apar adesea vărsături și diaree. În toate formele de A., curba de disociere a oxihemoglobinei se deplasează spre dreapta, adică. scade afinitatea hemoglobinei pentru oxigen si oxigenarea acesteia in plamani.

În condițiile A., permeabilitatea membranelor biologice se modifică, unii ioni de hidrogen se deplasează în interiorul celulelor în schimbul ionilor de potasiu, care sunt scindați din proteine ​​într-un mediu acid. Dezvoltarea hiperkaliemiei în combinație cu un conținut scăzut de potasiu în miocard duce la o modificare a sensibilității acestuia la catecolamine, medicamente și alte influențe. Cu A. necompensat, se observă tulburări severe ale funcției sistemului nervos central. - amețeli, somnolență, pierderea conștienței și tulburări severe ale funcțiilor autonome.

Alcaloza

Alcaloza (latina târziu alcali alkali, din arabă al-quali) este o încălcare a echilibrului acido-bazic al organismului, caracterizată printr-un exces absolut sau relativ de baze.

Clasificare

Alcaloza poate fi compensată sau necompensată.

Alcaloza compensată este o încălcare a echilibrului acido-bazic, în care pH-ul sângelui este menținut în valori normale (7,35-7,45) și se observă doar schimbări în sistemele tampon și mecanismele de reglare fiziologice.

În cazul alcalozei necompensate, pH-ul depășește 7,45, care este de obicei asociat cu un exces semnificativ de baze și insuficiență a mecanismelor fizico-chimice și fiziologice de reglare a echilibrului acido-bazic.

Etiologie

Pe baza originii alcalozei, se disting următoarele grupuri.

Alcaloză gazoasă (respiratorie).

Apare ca urmare a hiperventilației plămânilor, ducând la eliminarea excesivă a CO2 din organism și la o scădere a tensiunii parțiale a dioxidului de carbon din sângele arterial sub 35 mm Hg. Art., adică la hipocapnie. Hiperventilația plămânilor poate fi observată cu leziuni organice ale creierului (encefalită, tumori etc.), efectul asupra centrului respirator al diverșilor agenți toxici și farmacologici (de exemplu, unele toxine microbiene, cofeină, corazol), cu corp ridicat. temperatura, pierderea acută de sânge etc.

Alcaloză non-gazoasă

Principalele forme de alcaloză non-gazoasă sunt: ​​excretor, exogen și metabolic. Alcaloza excretorie poate apărea, de exemplu, din cauza pierderilor mari de suc gastric acid din cauza fistulelor gastrice, vărsături incontrolabile etc. Alcaloza excretorie se poate dezvolta cu utilizarea pe termen lung a diureticelor, anumite boli de rinichi, precum și tulburări endocrine care conduc la exces. retenția de sodiu în organism. În unele cazuri, alcaloza excretorie este asociată cu transpirație crescută.

Alcaloza exogenă se observă cel mai adesea cu administrarea excesivă de bicarbonat de sodiu pentru a corecta acidoza metabolică sau a neutraliza aciditatea gastrică crescută. Alcaloza moderată compensată poate fi cauzată de consumul prelungit de alimente care conțin multe baze.

Alcaloza metabolică apare în anumite stări patologice însoțite de tulburări ale metabolismului electrolitic. Astfel, se observă în timpul hemolizei, în perioada postoperatorie după unele intervenții chirurgicale extinse, la copiii care suferă de rahitism, tulburări ereditare de reglare a metabolismului electrolitic.

Alcaloză mixtă

Alcaloza mixtă (o combinație de alcaloză gazoasă și non-gazoasă) poate fi observată, de exemplu, cu leziuni cerebrale însoțite de dificultăți de respirație, hipocapnie și vărsături de suc gastric acid.

Patogeneza

În cazul alcalozei (în special asociată cu hipocapnie), apar tulburări hemodinamice generale și regionale: scăderea fluxului sanguin cerebral și coronarian, scăderea tensiunii arteriale și a volumului minutelor. Excitabilitatea neuromusculară crește, apare hipertonicitatea musculară, până la dezvoltarea convulsiilor și tetaniei. Se observă adesea suprimarea motilității intestinale și dezvoltarea constipației; activitatea centrului respirator scade. Alcaloza gazoasă se caracterizează prin scăderea performanței mentale, amețeli și pot apărea leșin.

Terapia pentru alcaloza gazoasă constă în eliminarea cauzei care a provocat hiperventilația, precum și în normalizarea directă a compoziției gazoase a sângelui prin inhalarea amestecurilor care conțin dioxid de carbon (de exemplu, carbogen). Terapia pentru alcaloza non-gazoasă depinde de tipul acesteia. Se folosesc soluții de amoniu, potasiu, cloruri de calciu, insulină și agenți care inhibă anhidraza carbonică și favorizează excreția ionilor de sodiu și bicarbonat de către rinichi.

Concluzie

În concluzie, trebuie remarcat faptul că în corpul uman, datorită proceselor de respirație și digestie, are loc o formare constantă a două contrarii: acizi și baze, în mare parte slabe, ceea ce asigură un caracter echilibrat proceselor protolitice care au loc în corpul. În același timp, produsele acido-bazice sunt eliminate constant din organism, în principal prin plămâni și rinichi. Datorită echilibrului proceselor de intrare și îndepărtare a acizilor și bazelor, precum și datorită naturii de echilibru a proceselor protolitice care determină interacțiunea acestor două opuse, organismul menține o stare de homeostazie protolitică (acido-bazică). .

Bibliografie:

V.I. Slesarev „Chimie: Fundamentele chimiei viețuitoarelor: manual pentru universități” - Sankt Petersburg: Khimizdat, 2000.

V.A.Popkov, S.A. Puzakov „Chimie generală: manual” - M.: GEOTAR-Media, 2009.

Yu.A. Ershov, V.A. Popkov, A.S. Berlyand și alții; Ed. Yu.A. Ershova „Chimie generală. Chimie biofizică. Chimia elementelor biogene” - M.: Liceu, 1993

Resurse de internet:

„Alcaloză”, „Acidoză” - http://ru.wikipedia.org/wiki

Atunci când există modificări ale conținutului de ioni H+ în sânge și în alte medii ale corpului (atât cu o creștere, cât și cu o scădere a numărului acestora), mai întâi sunt declanșate sistemele tampon chimice puternice și cu acțiune rapidă ale plasmei și eritrocitelor ( hemoglobină, bicarbonat, fosfat, proteine). Sistemul tampon de hemoglobină este principalul tampon al celulelor roșii din sânge și reprezintă aproximativ 75% din capacitatea totală de tampon a sângelui. Hemoglobina, ca și alte proteine, este un amfolit, adică sistemul tampon al hemoglobinei este format dintr-o componentă acidă (Hb oxigenat, adică HbO2) și o componentă bazică (neoxigenată, adică Hb redusă). S-a demonstrat că hemoglobina este un acid mai slab (de aproximativ 70 de ori) decât oxihemoglobina. În plus, Hb menține un pH constant legând CO2 și transferându-l din țesut în plămâni și apoi în mediul extern. Sistemul tampon de bicarbonat (hidrocarbonat) este principalul tampon al plasma sanguină și al lichidului extracelular și reprezintă aproximativ 15% din capacitatea totală de tampon a sângelui. Este reprezentată în mediul extracelular de acidul carbonic (H2CO3) și bicarbonatul de sodiu (NaHCO3). Concentrația ionilor de hidrogen din acest tampon este = K [H2C03 / NaHC03 = 1/20, unde K este constanta de disociere a acidului carbonic. Acest sistem tampon asigură, pe de o parte, formarea NaHC03, pe de altă parte, formarea acidului carbonic (H+ + HCO3 - H2CO3) și descompunerea acestuia din urmă (H2CO3 - H20 + CO2) sub influența enzimei. anhidraza carbonică la H20 și CO2. Dioxidul de carbon este îndepărtat de plămâni atunci când expirați, dar nu există nicio schimbare a pH-ului. Acest sistem tampon previne schimbările de pH atunci când acizi și baze puternice sunt introduse în mediul biologic ca urmare a conversiei lor fie în acizi slabi, fie în baze slabe. Sistemele tampon cu hidrocarbonat sunt un indicator important al WWTP. Acesta este un sistem de tip deschis, care este asociat cu funcția atât a sistemului respirator extern, cât și a rinichilor și a pielii.Sistemul tampon fosfat este reprezentat de fosfat de sodiu mono și disubstituit (NaH2P04 și Na2HP04). Primul compus se comportă ca un acid slab, al doilea - ca o bază slabă. Acizii formați în organism și care intră în sânge interacționează cu Na2HP04, iar bazele - cu NaH2P04. Ca urmare, pH-ul sângelui rămâne neschimbat. Fosfații joacă un rol tampon în principal în mediul intracelular (în special celulele tubulare renale) și mențin starea inițială a tamponului bicarbonat. Sistemul tampon proteic acționează ca un sistem tampon intracelular. Avand proprietati amfolitice, se comporta ca baze in mediu acid si ca acizi in mediu alcalin. Sistemul tampon proteic constă dintr-o proteină slab disociată cu proprietăți acide (proteina COOH) și o proteină complexată cu baze puternice (proteina COONa). Acest sistem tampon ajută, de asemenea, la prevenirea modificărilor pH-ului sângelui. Mai târziu (după câteva minute și ore), mecanismele fiziologice (de organe și sistemice) compensează și elimină schimbările din CBS (realizate de plămâni - cu aer expirat, rinichi - cu urină, piele - cu transpirație, ficat și alte organe a tubului digestiv – cu fecale).

Menținerea unui mediu intern constant este o condiție necesară pentru metabolismul normal. Cei mai importanți indicatori care caracterizează constanța mediului intern includ echilibru acido-bazic, adică relația dintre cantitatea de cationi și anioni din țesuturile corpului, care este exprimată de indicatori de pH. La mamifere, plasma sanguină are o reacție ușor alcalină și rămâne în intervalul 7,30-7,45.

Starea echilibrului acido-bazic este influențată de aportul și formarea în organism atât a produselor acide (acizii organici se formează din proteine ​​și grăsimi și apar și ca produse ale metabolismului interstițial în țesuturi), cât și a substanțelor alcaline (formate din alimente vegetale). bogat în săruri alcaline ale acizilor organici și săruri alcalino-pământoase, produse metabolice - amoniac, amine, săruri bazice ale acidului fosforic). Produsele acide și alcaline se formează și în timpul diferitelor procese patologice.

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

LA mecanisme fizico-chimice homeostazia acido-bazică include sisteme tampon ale mediului intern al organismului și procesele metabolice homeostatice tisulare.

Sisteme tampon ale mediului intern al corpului

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Sisteme tampon principale fluidul intracelular, intercelular și sângele sunt sisteme tampon cu bicarbonat, fosfat și proteine, iar tamponul de hemoglobină se distinge în special de acesta din urmă pentru sânge.

Sistem tampon cu bicarbonat

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

De cea mai mare importanță pentru menținerea pH-ului fluidului intercelular și al plasma sanguină este sistem tampon cu bicarbonat. Acidul carbonic în plasmă și lichidul intercelular este prezent în patru forme: dioxid de carbon dizolvat fizic (CO 2 ), acid carbonic (H 2 CO ), anion carbonat (CO 3 2-) și anion bicarbonat (HCO 3). În condiții de pH fiziologic, conținutul de bicarbonat este cel mai mare, conținutul de dioxid de carbon dizolvat și acid carbonic este de aproximativ 20 de ori mai mic, iar ionul de carbonat este practic absent. Bicarbonatul se prezintă sub formă de săruri de sodiu și potasiu. După cum sa menționat mai sus, constanta de disociere (K) este raportul:

Anionul HCO 3 este comun atât acidului, cât și sării, iar sarea se disociază mai puternic, astfel încât acest anion, format din bicarbonat, va suprima disocierea acidului carbonic, adică. Aproape tot anionul HCO3 din tamponul de bicarbonat provine din NaHCO3. Prin urmare:

(Formula lui Henderson, unde K este constanta de disociere a acidului carbonic). Datorită utilizării logaritmului negativ de concentrare, formula numită ecuația Henderson-Gassglbach, pentru tamponul bicarbonat a luat expresia:

La valorile fiziologice ale pH-ului, raportul dintre concentrația de dioxid de carbon și bicarbonat este de 1/20 (Fig. 13.1).

Fig. 13.1. Stare acido-bazică.
Scalele descriu componentele acide/baze sau respiratorii/non-respiratorii ale ecuației Henderson-Hasselbach la normal (1/20) și deplasările acesteia conducând la o schimbare către alcaloză sau acidoză.

În condițiile interacțiunii tamponului bicarbonat cu acizii, aceștia sunt neutralizați cu formarea de acid carbonic slab. Dioxidul de carbon care apare în timpul descompunerii sale este îndepărtat prin plămâni. Bazele în exces, care interacționează cu tamponul de bicarbonat, se leagă de acidul carbonic și în cele din urmă duc la formarea bicarbonatului, al cărui exces este, la rândul său, îndepărtat din sânge prin rinichi.

Sistem tampon fosfat

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Un alt sistem tampon al plasmei sanguine este Este format din straturi mono și disubstituite de acid fosforic, unde sărurile monosubstituite sunt acizi slabi, iar sărurile disubstituite au proprietăți alcaline vizibile. Ecuația pentru tamponul fosfat este:

Există de 4 ori mai multă sare de fosfat dibazic în plasmă decât sare de acid monobazic. Anionul comun în acest sistem este HPO4. Capacitatea sa tampon este mai mică decât cea a bicarbonatului, deoarece și există mai puțini fosfat în sânge decât bicarbonații. Principiul de funcționare al unui tampon fosfat este similar cu cel al unui tampon bicarbonat, deși rolul său în sânge este mic și se reduce în principal la menținerea concentrației de bicarbonat în timpul reacției tamponului cu excesul de acid carbonic. În același timp, în celule și, mai ales, în timpul compensării renale a deplasării acido-bazice, importanța tamponului fosfat este mare.

Sistem tampon de proteine

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Al treilea sistem tampon de sânge, celule și lichid intercelular este proteină. Proteinele joacă un rol tampon datorită naturii lor amfotere, iar natura disocierii lor depinde de natura proteinei și de reacția reală a mediului intern. În același timp, globulinele au o disociere acidă mai pronunțată, adică. ei extrag mai mulți protoni decât ionii hidroxil și, în consecință, joacă un rol important în neutralizarea alcalinelor. Proteinele care conțin mulți diaminoacizi se disociază mai mult ca alcalii și, prin urmare, neutralizează acizii într-o măsură mai mare. Capacitatea de tamponare a proteinelor plasmatice din sânge este mică în comparație cu sistemul bicarbonat, dar în țesuturi rolul său poate fi foarte mare.

Sistem tampon de hemoglobină

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Cea mai mare capacitate tampon a sângelui este asigurată de sistem tampon de hemoglobină. Aminoacidul histidină (până la 8,1%) conținut în hemoglobina umană are în structură atât grupări acide (COOH) cât și bazice (NH2). Constanta de disociere a hemoglobinei este mai mică decât pH-ul sângelui, astfel încât hemoglobina se disociază ca acid. Oxihemoglobina este un acid mai puternic decât hemoglobina redusă. Când oxihemoglobina se disociază în capilarele țesuturilor cu eliberarea de oxigen, apare o cantitate mai mare de săruri de hemoglobină cu reacție alcalină, capabile să lege ionii H proveniți din acizii fluidului tisular, de exemplu, acidul carbonic. Oxihemoglobina este de obicei o sare de potasiu. Când acizii interacționează cu sarea de potasiu a oxihemoglobinei, se formează sarea de potasiu corespunzătoare a acidului și hemoglobina liberă cu proprietățile unui acid foarte slab. Hemoglobina din capilarele tisulare leagă dioxidul de carbon prin grupări amino, formând carbhemoglobina:

HB-NH2 +CO2 → HB-NHCOOH.

Pentru homeostazia acido-bazică, schimbul de anioni SG și HCO 3 între plasmă și eritrocite este de asemenea important. Dacă concentrația de dioxid de carbon în plasma sanguină crește, atunci anionul SG format în timpul disocierii NaCl intră în eritrocite, unde formează KS1, iar ionul Na +, pentru care membrana eritrocitară este impermeabilă, se combină cu excesul de HCO 3 , formând bicarbonat de sodiu, completând pierderea acestuia în tamponul de bicarbonat. Când concentrația de dioxid de carbon din tamponul de bicarbonat scade, are loc procesul invers - anionii C1 părăsesc eritrocitele și se combină cu excesul de Na + eliberat din bicarbonat, ceea ce, în consecință, previne alcalinizarea plasmei.

Eficiența sistemelor tampon

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Sistemele tampon ale plasma sanguină și eritrocite au relativ diferite eficienţă. Astfel, eficiența sistemelor tampon de eritrocite este mai mare (datorită tamponului de hemoglobină) decât plasma sanguină (Tabelul 13.2).

Se știe că concentrația de ioni H scade în direcția celulă – mediu intercelular – sânge. Acest lucru indică faptul că sângele are cea mai mare capacitate tampon, iar mediul intracelular cel mai puțin. Acizii formați în celule în timpul metabolismului intră mai ușor în lichidul intercelular, cu atât se formează mai mulți în celule, deoarece un exces de ioni H crește permeabilitatea membranei celulare. Țesutul conjunctiv joacă un rol în proprietățile tampon ale mediului intercelular, în special fibrele de colagen, cunoscute ca „acidofil”. Aceștia reacționează la acumularea minimă de acizi prin umflare, absorbind acidul foarte rapid și eliberând ionii H din fluidul intercelular. Această capacitate a colagenului se datorează proprietății sale de absorbție.

Procesele metabolice homeostatice tisulare

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Starea acido-bazică se menține în valorile fiziologice ale pH-ului și prin transformări metabolice în țesuturi. Acest lucru se realizează printr-o combinație de procese biochimice și fizico-chimice care asigură:

1) pierderea proprietăților acide și alcaline ale produselor metabolice,
2) legarea lor în medii care împiedică disocierea,
3) formarea de noi compuși, mai ușor neutralizați și excretați din organism.

De exemplu, acizii organici se pot combina cu produse ale metabolismului proteic (acid benzoic cu glicină) și, prin urmare, își pot pierde proprietățile acide. Excesul de acid lactic este resintetizat în glicogen, iar corpii cetonici în acizi grași și grăsimi superioare. Acizii anorganici sunt neutralizați de sărurile de potasiu și sodiu, eliberate în timpul dezaminării aminoacizilor, și de amoniac, care formează săruri de amoniu. În experimente pe câini cu rinichi îndepărtați (pentru a exclude rolul lor), s-a demonstrat că, după administrarea intravenoasă de acid, 43% din cantitatea acestuia este neutralizată de bicarbonatul din plasma sanguină, 36% este neutralizată de sodiu celular și 15% de potasiu. celulele. Bazele sunt neutralizate în primul rând de acidul lactic, format din glicogen atunci când micromediul celular este alcalinizat. Metabolizarea derivaților joacă un rol în menținerea pH-ului intracelular. imidazolși izomerul său pirazol. Caracteristicile inelului cu cinci membri ai acestor compuși determină proprietățile lor amfotere, adică capacitatea de a fi atât donator, cât și acceptor de protoni. Imisadolul este capabil să formeze foarte rapid săruri cu acizi puternici și metale alcaline. Cel mai comun compus imidazol este α-aminoacidul histidina, care este implicat în cataliza acidă și bazică. Acizii și alcalii puternici se pot dizolva în lipide care au o constantă dielectrică scăzută, ceea ce împiedică disocierea lor. În cele din urmă, acizii organici pot suferi oxidare pentru a forma acid carbonic slab volatil.

http://monax.ru/order/ - eseuri la comandă (mai mult de 2300 de autori în 450 de orașe din CSI). - 15 -

Sisteme și soluții tampon acido-bazic.

Tampon se numesc soluții al căror pH practic nu se modifică atunci când li se adaugă cantități mici de acid sau alcali puternic, precum și atunci când sunt diluate. Cea mai simplă soluție tampon este un amestec de acid slab și sare care împarte un anion comun cu acest acid (de exemplu, un amestec de acid acetic CH3COOH și acetat de sodiu CH3COONa) sau un amestec de bază slabă și o sare care împarte un cation comun cu această bază (de exemplu, un amestec de hidroxid de amoniu NH4OH cu clorură de amoniu NH4Cl).

Din punctul de vedere al teoriei protonilor Conform teoriei protonilor, un acid este orice substanță ale cărei particule moleculare (inclusiv ioni) sunt capabile să doneze un proton, adică. fi un donator de protoni; O bază este orice substanță ale cărei particule moleculare (inclusiv ioni) sunt capabile să atașeze protoni, de exemplu. fi un acceptor de protoni. Efectul de tamponare al soluțiilor se datorează prezenței unui echilibru general acido-bazic:

Baza + acid conjugat H+ BH+

NAacid H+ + A-bază conjugată

Perechile acido-baze conjugate B/BH+ si A- /NA sunt numite sisteme tampon.

Soluțiile tampon joacă un rol important în viață. Printre proprietățile excepționale ale organismelor vii se numără capacitatea lor de a menține un pH constant al fluidelor biologice, țesuturilor și organelor - homeostazia acido-bazică. Această constanță se datorează prezenței mai multor sisteme tampon incluse în aceste țesuturi.

Clasificarea sistemelor tampon acido-bazice. Sistemele tampon pot fi de patru tipuri:

Acid slab și anionul său A- /PE:

sistem tampon cu acetat CH3COO-/CH3COOH într-o soluție de CH3COONa și CH3COOH, interval de pH 3,8 - 5,8.

Sistem hidrogen-carbonat HCO3-/H2CO3 într-o soluție de NaHCO3 și H2CO3, aria sa de acțiune este pH 5,4 - 7,4.

Baza slabă și cationul său V/VN+ :

sistem tampon de amoniac NH3/NH4+ într-o soluție de NH3 și NH4Cl,

aria sa de acțiune este pH 8,2 - 10,2.

Anioni acizi și mediisare sau două săruri acide:

sistem tampon carbonatСО32-/НСО3- într-o soluție de Na2CO3 și NaHCO3, aria sa de acțiune este pH 9,3 - 11,3.

sistem tampon fosfat HPO42-/H2PO4- într-o soluție de Na2HPO4 și NaH2PO4, domeniul său de acțiune este pH 6,2 - 8,2.

Aceste sisteme tampon de sare pot fi clasificate ca tip 1, deoarece una dintre sărurile acestor sisteme tampon acționează ca un acid slab. Astfel, într-un sistem tampon fosfat, anionul H2PO4- este un acid slab.

4. Ioni și molecule de amfolit. Acestea includ sisteme tampon de aminoacizi și proteine. Dacă aminoacizii sau proteinele sunt într-o stare izoelectrică (sarcina totală a moleculei este zero), atunci soluțiile acestor compuși nu sunt tampon.Încep să prezinte un efect de tamponare atunci când li se adaugă niște acid sau alcali. Apoi o parte din proteină (aminoacid) trece din IES în forma „proteină-acid” sau, în consecință, în forma „protein-bază”. În acest caz, se formează un amestec de două forme de proteine: (R - rest proteic macromolecular)

a) „acid proteic” slab + sare a acestui acid slab:

COO-COON

R-CH + H+ R-CH

baza A - acid conjugat HA

(sare de acid proteic) (acid proteic)

b) „proteina de bază” slabă + sare a acestei baze slabe:

R-CH + OH-R-CH + H2O

acid BH+ baza conjugată B

(sare pe bază de proteine) (bază proteică)

Astfel, acest tip de sisteme tampon pot fi clasificate ca sisteme tampon de tipul I, respectiv al II-lea.

Mecanism tampon poate fi înțeles prin exemplu acetat sistem tampon CH3COO-/CH3COOH, a cărui acțiune se bazează pe echilibrul acido-bazic:

CH3COOH CH3COO- + H+; (R LAA = 4, 8)

Principala sursă de ioni de acetat este electrolitul puternic CH3COONa:

CH3COONa CH3COO- + Na+

Când se adaugă un acid puternic, baza conjugată CH3COO- leagă ioni H+ suplimentari, transformându-se în acid acetic slab:

CH3COO- + H+ CH3COOH

(echilibrul acido-bazic se deplasează spre stânga, conform lui Le Chatelier)

Scăderea concentrației de anioni CH3COO- este exact echilibrată de creșterea concentrației de molecule de CH3COOH. Ca urmare, există o ușoară modificare a raportului dintre concentrațiile unui acid slab și sare a acestuia și, în consecință, pH-ul se modifică ușor.

Când se adaugă alcalii, protonii acidului acetic (aciditate de rezervă) sunt eliberați și ionii OH- suplimentari sunt neutralizați, legându-i în moleculele de apă:

CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O

(echilibrul acido-bazic se deplasează spre dreapta, conform lui Le Chatelier)

În acest caz, există, de asemenea, o ușoară modificare a raportului dintre concentrațiile unui acid slab și sare a acestuia și, prin urmare, o ușoară modificare a pH-ului. Scăderea concentrației acidului slab CH3COOH este echilibrată tocmai de creșterea concentrației de anioni CH3COO-.

Mecanismul de acțiune al altor sisteme tampon este similar. De exemplu, pentru soluție tampon proteic, formată din formele acide și sărate ale proteinei, atunci când se adaugă un acid puternic, ionii H+ sunt legați de forma de sare a proteinei:

COO-COON

R-CH + H+ R-CH

În acest caz, cantitatea de acid slab crește ușor, iar forma de sare a proteinei scade în mod echivalent. Prin urmare, pH-ul rămâne aproape constant.

Când se adaugă un alcali la această soluție tampon, ionii H+ legați în acidul proteic sunt eliberați și neutralizează ionii OH- adăugați:

COOH COO-

R-CH + OH-R-CH + H2O

În același timp, cantitatea de sare a proteinei crește ușor, iar „acidul proteic” este redus în mod echivalent. Și, prin urmare, pH-ul practic nu se va schimba.

Astfel, sistemele luate în considerare arată că efectul de tamponare al soluţiei se datorează deplasarea echilibrului acido-bazic datorită legării ionilor de H adăugați în soluție+ si el- ca urmare a reacției acestor ioni și componente ale sistemului tampon cu formarea de produse ușor disociate.

In nucleu calculul pH-ului sisteme tampon minciuni legea acțiunii în masă pentru echilibrul acido-bazic.

Pentru sistemul tampon de tip 1, de exemplu, acetat, concentrația ionilor H+ din soluție poate fi calculată cu ușurință pe baza constantei de echilibru acido-bazic a acidului acetic:

CH3COOH CH3COO- + H+; (R LAA = 4, 8)

În prezența celei de-a doua componente a soluției tampon - electrolitul puternic CH3COONa, echilibrul acido-bazic al acidului acetic CH3COOH este deplasat spre stânga (principiul lui Le Chatelier). Prin urmare, concentrația moleculelor de CH3COOH nedisociate este practic egală cu concentrația acidului, iar concentrația ionilor CH3COO- este concentrația sării. În acest caz, ecuația (2) ia următoarea formă:

Unde Cu(acid) și Cu(sare) - concentrații de echilibru de acid și sare. De aici primesc Ecuația Henderson-Hasselbachpentru sisteme tampon de tip 1:

În general, ecuația Henderson-Hasselbach pentru sistemele tampon de tip 1 este:

Pentru sistemul tampon de tip 2, de exemplu, amoniac, concentrația ionilor H+ din soluție poate fi calculată pe baza constantei de echilibru acido-bazic a acidului conjugat NH4+:

NH4+ NH3 + H+; R LAA = 9, 2;

Ecuația (7) pentru sistemele tampon de tip 2 poate fi prezentată și în următoarea formă:

Valorile pH-ului altor tipuri de soluții tampon pot fi, de asemenea, calculate folosind ecuațiile de acțiune tampon (4), (7), (8).

De exemplu, pentru sistem tampon fosfat NPO4 2- /N2 RO4 - aparținând tipului 3, pH-ul poate fi calculat folosind ecuația (4):

pH = R LAA(H2PO4-) +lg	Cu(NRO42-)
	Cu(H2PO4-)

unde p LAA(H2PO4-) - logaritm zecimal negativ al constantei de disociere a acidului fosforic la a doua etapă p LAA(H2PO4- este un acid slab);

Cu(NRO42-) și Cu(H2PO4-) - respectiv, concentrația de sare și acid.

Ecuația Henderson-Hasselbach ne permite să formulăm o serie de concluzii importante:

1. pH-ul soluțiilor tampon depinde de efectul negativ al logaritmului constantei de disociere a unui acid slab p LAA sau baza p LAVși de raportul dintre concentrațiile componentelor perechii de CO, dar practic nu depinde de diluția soluției cu apă.

Trebuie remarcat faptul că constanta pH-ului este bine atinsă la concentrații scăzute de soluții tampon. La concentrații ale componentelor peste 0,1 mol/l, este necesar să se țină cont de coeficienții de activitate ai ionilor sistemului.

2. valoarea p LAA orice acid și p LAV a oricărei baze se poate calcula din pH-ul măsurat al soluției dacă sunt cunoscute concentrațiile molare ale componentelor.

În plus, ecuația Henderson-Hasselbach vă permite să calculați pH-ul unei soluții tampon dacă valorile p sunt cunoscute LAAși concentrațiile molare ale componentelor.

3. Ecuația Henderson-Hasselbach poate fi folosită și pentru a afla în ce raport trebuie luate componentele amestecului tampon pentru a prepara o soluție cu o valoare dată de pH.

Capacitatea unei soluții tampon de a menține pH-ul pe măsură ce se adaugă un acid puternic sau la un nivel aproximativ constant este departe de a fi nelimitată și este limitată de valoarea așa-numitului rezervor tampon B. O unitate de capacitate tampon este de obicei considerată capacitatea unei soluții tampon, pentru a modifica pH-ul căreia cu o unitate necesită introducerea unui acid sau alcali puternic într-o cantitate de 1 echivalent mol la 1 litru de soluție. Adică, aceasta este o valoare care caracterizează capacitatea unei soluții tampon de a contracara o schimbare în reacția mediului atunci când se adaugă acizi sau baze puternice.

Capacitatea tampon, după cum rezultă din definiția sa, depinde de o serie de factori:

Cu cât este mai mare numărul de componente ale perechii bază/acid conjugat baze într-o soluție, cu atât este mai mare capacitatea tampon a acestei soluții (o consecință a legii echivalenților).

Capacitatea tamponului depinde de raportul dintre concentrațiile componentelor soluției tampon și, prin urmare, de pH-ul soluției tampon.

La pH = p LAA atitudine Cu(sare)/ Cu(acid) = 1, adică soluția conține aceeași cantitate de sare și acid. Cu acest raport de concentrații, pH-ul soluției se modifică într-o măsură mai mică decât în ​​cazul altora și, prin urmare, capacitatea tamponului este maximă la concentrații egale ale componentelor sistemului tampon și scade odată cu abaterea de la acest raport. Capacitatea tampon a unei soluții crește pe măsură ce concentrația componentelor sale crește și raportul HAN/KtAn sau KtOH/KtAn se apropie de unitate.

Zona de lucru a sistemului tampon, adică capacitatea de a contracara modificările pH-ului la adăugarea de acizi și alcaline, are o întindere de aproximativ o unitate de pH de fiecare parte a punctului pH = p LAA. În afara acestui interval, capacitatea tampon scade rapid la 0. Interval pH = p LAA 1 este numit zona tampon.

Capacitatea totală tampon a sângelui arterial ajunge la 25,3 mmol/l; în sângele venos este ușor mai scăzut și de obicei nu depășește 24,3 mmol/l.

Echilibrul acido-bazic și

principalele sisteme tampon din corpul uman

Corpul uman are mecanisme subtile de coordonare a proceselor non-fiziologice și biochimice și de menținere a unui mediu intern constant (valori optime ale pH-ului și nivelurile diferitelor substanțe din fluidele corporale, temperatură, tensiune arterială etc.). Această coordonare se numește, după propunerea lui V. Cannon (1929), homeostaziei(din grecescul „homeo” - asemănător; „stasis” - constanță, stare). Este realizat de reglare umorală(din latină „umor” - lichid), adică prin sânge, fluid tisular, limfă etc. cu ajutorul unor substanțe biologic active (enzime, hormoni etc.) cu participarea mecanismelor de reglare nervoasă. Componentele umorale și nervoase sunt strâns interconectate, formând un singur complex reglare neuroumorală. Un exemplu de homeostazie este dorința organismului de a menține temperatura constantă, entropia, energia Gibbs, conținutul de diverși cationi, anioni, gaze dizolvate etc. în sânge și fluide interstițiale, valoarea presiunii osmotice și dorința de a menține un anumit nivel. concentrația optimă de ioni de hidrogen pentru fiecare dintre fluidele sale. Menținerea unei acidități constante a mediului lichid este de o importanță capitală pentru viața corpului uman, deoarece, in primul rand, ionii H+ au un efect catalitic asupra multor transformări biochimice; În al doilea rând, enzimele și hormonii prezintă activitate biologică numai într-un interval strict definit de valori ale pH-ului; În al treilea rând, chiar și mici modificări ale concentrației ionilor de hidrogen din sânge și fluide interstițiale afectează semnificativ valoarea presiunii osmotice din aceste fluide.

Adesea, abaterile pH-ului sângelui de la valoarea sa normală de 7,36 cu doar câteva sutimi duc la consecințe neplăcute. Cu abateri de aproximativ 0,3 unități într-o direcție sau alta, poate apărea o comă severă, iar abaterile de aproximativ 0,4 unități pot duce chiar la moarte. Cu toate acestea, în unele cazuri, cu imunitate slăbită, o abatere de aproximativ 0,1 unități de pH este suficientă pentru aceasta.

Sistemele tampon sunt deosebit de importante în menținerea echilibrului acido-bazic al organismului. Fluidele intracelulare și extracelulare ale tuturor organismelor vii sunt de obicei caracterizate de o valoare constantă a pH-ului, care este menținută folosind diferite sisteme tampon. Valoarea pH-ului majorității fluidelor intracelulare este în intervalul de la 6,8 la 7,8.

Echilibrul acido-bazic din sângele uman este asigurat de carbonat acid, fosfat și sisteme tampon proteic.

Valoarea normală a pH-ului plasmei sanguine este de 7,40 0,05. Aceasta corespunde intervalului de valori ale acidității active A(H+) de la 3,7 la 4,0 10-8 mol/l. Deoarece în sânge sunt prezenți diverși electroliți - HCO3-, H2CO3, HPO42-, H2PO4-, proteine, aminoacizi, aceasta înseamnă că aceștia se disociază în așa măsură încât activitatea A(H+) a fost în intervalul specificat.

Sistem tampon cu hidrogen carbonat (hidro-, bicarbonat). NSO3 - /N2 CO3 plasma din sânge caracterizată prin echilibrul moleculelor de acid carbonic slab H2CO3 cu ionii de hidrocarbonat HCO3- (bază conjugată) formate în timpul disocierii sale:

HCO3- + H+ H2CO3

HCO3- + H2O H2CO3 + OH-

În organism, acidul carbonic apare ca urmare a hidratării dioxidului de carbon - un produs al oxidării carbohidraților, proteinelor și grăsimilor. Mai mult, acest proces este accelerat de acțiunea enzimei anhidrazei carbonice:

CO2(r) + H2O H2CO3

Concentrația molară de echilibru într-o soluție de dioxid de carbon liber la 298,15 K este de 400 de ori mai mare decât concentrația de acid carbonic H2CO3/CO2 = 0,00258.

Se stabilește un lanț de echilibru între CO2 din alveole și tamponul de hidrogen carbonat din plasma sanguină care curge prin capilarele plămânilor:

Atmosferă CO2(g) CO2(r) H2CO3 H+ + HCO3-

spațiul aerian al plămânilor - H2O plasma sanguină

În conformitate cu ecuația Henderson-Hasselbach (4), pH-ul tamponului carbonat acid este determinat de raportul dintre concentrațiile acidului H2CO3 și sării NaHCO3.

Conform lanțului de echilibru, conținutul de H2CO3 este determinat de concentrația de CO2 dizolvat, care este proporțională cu presiunea parțială a CO2 în faza gazoasă (conform legii lui Henry): CO2p = Kg R(CO2). Până la urmă se dovedește că Cu(H2CO3) este proporțională R(CO2).

Sistemul tampon de hidrogen carbonat acţionează ca o soluţie tampon fiziologică eficientă aproape de pH 7,4.

Când acizii donatori de H+ intră în sânge, echilibrul 3 din lanț conform principiului lui Le Chatelet se deplasează spre stânga ca urmare a faptului că ionii HCO3- leagă ionii H+ în moleculele H2CO3. În acest caz, concentrația de H2CO3 crește, iar concentrația de ioni de HCO3- scade în consecință. O creștere a concentrației de H2CO3, la rândul său, duce la o deplasare a echilibrului 2 spre stânga. Aceasta determină descompunerea H2CO3 și o creștere a concentrației de CO2 dizolvat în plasmă. Ca rezultat, echilibrul 1 se deplasează spre stânga și presiunea CO2 în plămâni crește. Excesul de CO2 este eliminat din organism.

Când bazele - acceptorii H+ - intră în sânge, schimbarea de echilibru în lanț are loc în ordine inversă.

Ca urmare a proceselor descrise, sistemul de hidrogen carbonat al sângelui ajunge rapid în echilibru cu CO2 din alveole și asigură în mod eficient menținerea unui pH constant al plasmei sanguine.

Datorită faptului că concentrația de NaHCO3 în sânge depășește semnificativ concentrația de H2CO3, capacitatea tampon a acestui sistem va fi semnificativ mai mare pentru acid. Cu alte cuvinte, sistemul tampon apă-carbonat este deosebit de eficient în compensarea efectelor substanțelor care cresc aciditatea sângelui. Aceste substanțe includ în principal acid lactic HLac, al cărui exces se formează ca urmare a activității fizice intense. Acest exces este neutralizat în următorul lanț de reacții:

NaНСО3 + HLac NaLac + Н2СО3 Н2О + СО2(р) СО2(g)

Astfel, valoarea normală a pH-ului sângelui este menținută eficient cu o modificare ușoară a pH-ului cauzată de acidoză.

În spațiile închise, oamenii se confruntă adesea cu sufocare - lipsă de oxigen, respirație crescută. Cu toate acestea, sufocarea este asociată nu atât cu lipsa de oxigen, cât cu excesul de CO2. Excesul de CO2 în atmosferă duce la dizolvarea suplimentară a CO2 în sânge (conform legii lui Henry), iar acest lucru duce la o scădere a pH-ului sângelui, adică la acidoză (scăderea alcalinității de rezervă).

Sistemul tampon de hidrogen carbonat răspunde cel mai „rapid” la modificările pH-ului sângelui. Capacitatea sa de tampon acid este ÎN k = 40 mmol/l de plasmă sanguină, iar capacitatea tampon pentru alcali este mult mai mică și egală cu aproximativ ÎN n = 1 - 2 mmol/l de plasmă sanguină.

2. Sistem tampon fosfat HPO42-/H2PO4- constă din acidul slab H2PO4- și baza conjugată HPO42-. Acțiunea sa se bazează pe echilibrul acido-bazic, echilibrul dintre ionii hidrofosfat și dihidrogen fosfat:

HPO42- + H+ H2PO4-

HPO42- + H2O H2PO4- + OH-

Sistemul tampon fosfat este capabil să reziste la modificări ale pH-ului în intervalul 6,2 - 8,2, adică oferă o parte semnificativă a capacității de tamponare a sângelui.

Din ecuația Henderson-Hasselbach (4) pentru acest sistem feros rezultă că, în mod normal, la pH 7,4, raportul dintre concentrațiile de sare (HPO42-) și acid (H2PO4-) este de aproximativ 1,6. Aceasta rezultă din egalitate:

pH = 7,4 = 7, 2 + lg	Cu(NRO42-)	Unde 7, 2 = p LAA(H2PO4-)
	Cu(H2PO4-)

	Cu(NRO42-)	7, 4 - 7, 2 = 0, 2 și	Cu(NRO42-)
	Cu(H2PO4-)		Cu(H2PO4-)

Sistemul tampon cu fosfor are o capacitate mai mare pentru acid decât pentru alcali. Prin urmare, neutralizează eficient metaboliții acizi care intră în sânge, cum ar fi acidul lactic HLac:

HPO42- + HLac H2PO4- + Lac-

Cu toate acestea, diferențele în capacitatea tampon a acestui sistem pentru acid și alcali nu sunt la fel de mari ca și pentru sistemul de hidrogen carbonat: Bk = 1 -2 mmol/l; Vsh = 0,5 mmol/l. Prin urmare, sistemul fosfat neutralizează atât produsele metabolice acide, cât și cele bazice. Datorită conținutului scăzut de fosfat din plasma sanguină, este mai puțin puternic decât sistemul tampon cu hidrogen carbonat.

3. Sistem tampon oxihemoglobină-hemoglobină , care reprezintă aproximativ 75% din capacitatea tampon a sângelui, caracterizată prin echilibrul dintre ionii de hemoglobină Hb- și hemoglobina HHb în sine, care este un acid foarte slab ( LA HHb = 6,3 10-9; R LA HHb = 8, 2).

Hb- + H2O HHb + OH-

precum și între ionii de oxihemoglobină HbO2- și oxihemoglobina însăși HHbO2, care este un acid puțin mai puternic decât hemoglobina ( LA HHb02 = 1, 12 10-7; R LA HHbO2 = 6,95):

HbO2- + H+ HHbO2

HbO2- + H2O HHbO2 + OH-

Hemoglobina HHb, adăugând oxigen, formează oxihemoglobina HHbO2

HHb + O2 HHbO2

și astfel primele două echilibre sunt interdependente cu următoarele două.

4. Sistem tampon proteic constă dintr-o „proteină de bază” și o „proteină de sare”.

R-CH + H+ R-CH

proteine-bază proteine-sare

Echilibrul acido-bazic corespunzător în mediile apropiate de neutru este deplasat spre stânga și predomină „proteină-bază”.

Partea principală a proteinelor plasmatice (90%) sunt albuminele și globulinele. Punctele izoelectrice ale acestor proteine ​​(numărul grupelor cationice și anionice este același, sarcina moleculei proteice este zero) se află într-un mediu ușor acid la pH 4,9 - 6,3, prin urmare, în condiții fiziologice la pH 7,4, proteinele sunt predominant în formele de bază proteică „și „sare proteică”.

Capacitatea tampon determinată de proteinele plasmatice depinde de concentrația proteinelor, de structura secundară și terțiară a acestora și de numărul de grupări libere de acceptoare de protoni. Acest sistem poate neutraliza atât alimentele acide, cât și cele de bază. Cu toate acestea, datorită predominării formei „protein-baze”, capacitatea sa tampon este mult mai mare pentru acid și este pentru albumine. ÎN k = 10 mmol/l, iar pentru globuline ÎN k = 3 mmol/l.

Capacitatea de tamponare a aminoacizilor liberi din plasma sanguină este nesemnificativă atât pentru acid, cât și pentru alcali. Acest lucru se datorează faptului că aproape toți aminoacizii au valori p LAA, foarte departe de p LAA= 7. Prin urmare, la o valoare a pH-ului fiziologic, puterea lor este scăzută. Aproape un singur aminoacid - histidina (pag LAA= 6,0) are un efect de tamponare semnificativ la valori ale pH-ului apropiate de pH-ul plasmei sanguine.

Prin urmare, puterea sistemelor tampon de plasmă sanguină scade in directia

HCO3-/ H2CO3 proteine ​​HPO42-/ H2PO4- aminoacizi

globule rosii . Mediul intern al globulelor roșii menține în mod normal un pH constant de 7,25. Aici funcționează și sistemele tampon cu hidrogen carbonat și fosfat. Cu toate acestea, potența lor diferă de cea din plasma sanguină. În plus, în eritrocite sistemul proteic hemoglobină-oxihemoglobină joacă un rol important atât în ​​procesul de respirație (funcția de transport de transport a oxigenului către țesuturi și organe și eliminarea CO2 metabolic din acestea), cât și în menținerea unui pH constant în interiorul globulelor roșii și, ca urmare, în sânge ca un întreg. Trebuie remarcat faptul că acest sistem tampon din eritrocite este strâns legat de sistemul de hidrogen carbonat. Deoarece pH-ul din interiorul eritrocitelor este de 7,25, raportul dintre concentrațiile de sare (HCO3-) și acid (H2CO3) aici este puțin mai mic decât în ​​plasma sanguină. Și deși capacitatea tampon a acestui sistem pentru acidul din interiorul globulelor roșii este ceva mai mică decât în ​​plasmă, menține în mod eficient un pH constant.

Capacitatea tamponului fosfat joacă un rol mult mai important în celulele sanguine decât în ​​plasma sanguină. În primul rând, acest lucru se datorează conținutului ridicat de fosfați anorganici din eritrocite. În plus, esterii acizilor fosforici, în principal fosfolipidele, care formează baza membranelor eritrocitare, sunt de mare importanță în menținerea unui pH constant.

Fosfolipidele sunt acizi relativ slabi. valorile p LAA disocierile grupărilor fosfat variază de la 6,8 la 7,2. Prin urmare, la un pH fiziologic de 7,25, fosfolipidele membranelor eritrocitare se găsesc atât sub formă neionizată, cât și ionizată. Cu alte cuvinte, sub forma unui acid slab și a sării sale. În acest caz, raportul dintre concentrațiile de sare și acid slab este de aproximativ (1,5 - 4): 1. În consecință, membrana eritrocitară în sine are un efect tampon, menținând constant pH-ul mediului intern al eritrocitelor.

Astfel, în menținerea unui echilibru acido-bazic constant în sânge, sunt implicate o serie de sisteme tampon, asigurând homeostazia acido-bazică în organism.

În practica clinică modernă, echilibrul acido-bazic (ABC) al corpului este de obicei determinat prin examinarea sângelui folosind micrometoda Astrup și este exprimat în unități BE (din latinescul „bi-exces” - exces de baze). În starea normală acido-bazică a corpului, BE = 0 (în aparatul Astrup, această valoare a BE corespunde pH-ului 7,4).

Cu valori BE de la 0 la 3, echilibrul acido-bazic al organismului este considerat normal, cu BE = (6 - 9) - alarmant, cu BE = (10 - 14) - amenințător și cu o valoare absolută a BE depășind 14 - critic.

Pentru corectarea ASR în BE0 (acidoză), se folosește adesea o soluție de 4% de bicarbonat de sodiu, care se administrează intravenos. Volumul necesar al acestei soluții în ml este calculat folosind formula empirică v = 0,5m BE, unde m este greutatea corporală, kg.

Dacă starea de acidoză a apărut ca urmare a unui stop cardiac pe termen scurt, atunci volumul de soluție de NaHCO3 4% ( v ml), necesar pentru a compensa deplasarea ASR către regiunea acidă, se calculează folosind formula v = m z, unde z este durata stopului cardiac, min.

Corectarea ASR în alcaloză este mai complexă și necesită luarea în considerare a multor circumstanțe asociate. Ca una dintre măsurile temporare, este indicat să se administreze de la 5 până la 15 ml dintr-o soluție 5% de acid ascorbic.

Metoda de titrare acido-bazică într-una dintre variantele sale (alcalimetria) vă permite să determinați cantitățile de acizi și substanțe formatoare de acid (săruri compuse dintr-un cation de bază slab și un anion acid puternic etc.) folosind soluții alcaline de concentrație cunoscută. , numiti muncitori. Într-o altă versiune (acidimetrie), această metodă vă permite să determinați cantitățile de baze și substanțe bazice (oxizi, hidruri și nitruri de metale, amine organice, săruri compuse din cationi ai bazelor tari și anioni ai acizilor slabi etc.) folosind lucrul. solutii de acizi.

Metoda de titrare acido-bazică este utilizată în cercetarea clinică, criminalistică și sanitar-igienică, precum și în evaluarea calității medicamentelor.

Echilibrul acido-bazic joacă un rol important în funcționarea normală a corpului uman. Sângele care circulă în organism este un amestec de celule vii care se află într-un mediu lichid. Prima caracteristică a gărzii care controlează nivelul pH-ului din sânge este. Acesta este un mecanism fiziologic care asigură păstrarea parametrilor echilibrului acido-bazic, prevenind modificările pH-ului. Ce este și ce soiuri are, vom afla mai jos.

Descriere

Sistemul tampon este mecanism unic. Există mai multe dintre ele în corpul uman și toate constau din plasmă și celule sanguine. Tampoanele sunt baze (proteine ​​și compuși anorganici) care leagă sau eliberează H+ și OH-, eliminând schimbarea pH-ului în treizeci de secunde. Capacitatea unui tampon de a menține echilibrul acido-bazic depinde de numărul de elemente din care este compus.

Tipuri de tampon de sânge

Sângele, care se mișcă constant, este o celulă vie care există într-un mediu lichid. pH-ul normal este 7,37-7,44. Legarea ionilor are loc cu un anumit tampon, prezentat mai jos. El însuși este format din plasmă și celule sanguine și poate fi fosfat, proteine, bicarbonat sau hemoglobină. Toate aceste sisteme au suficientă acțiune. Activitatea lor vizează reglarea nivelului de ioni din sânge.

Caracteristicile tamponului de hemoglobină

Sistemul tampon de hemoglobină este cel mai puternic dintre toate, este un alcalin în capilarele țesuturilor și un acid într-un astfel de organ intern precum plămânii. Reprezintă aproximativ șaptezeci și cinci la sută din capacitatea totală a tamponului. Acest mecanism este implicat în multe procese care au loc în sângele uman și conține globină. Când tamponul de hemoglobină se schimbă într-o altă formă (oxihemoglobină), se observă o modificare a acestei forme și se modifică și proprietățile acide ale substanței active.

Calitatea hemoglobinei reduse este mai mică decât cea a acidului carbonic, dar devine mult mai bună atunci când este oxidată. Când pH-ul devine acid, hemoglobina combină ionii de hidrogen, astfel încât este deja redusă. Când dioxidul de carbon este eliminat în plămâni, pH-ul devine alcalin. In acest moment, hemoglobina, care s-a oxidat, actioneaza ca un donator de protoni, cu ajutorul carora echilibrul acido-bazic este echilibrat. Astfel, tamponul, care constă din oxihemoglobină și sarea sa de potasiu, favorizează eliberarea de dioxid de carbon din organism.

Acest sistem tampon joacă un rol important în procesul respirator, deoarece îndeplinește funcția de transport de a transporta oxigenul către țesuturi și organe interne și de a elimina dioxidul de carbon din acestea. Echilibrul acido-bazic din interiorul celulelor roșii din sânge rămâne la un nivel constant și, prin urmare, și în sânge.

Astfel, atunci când sângele este saturat cu oxigen, hemoglobina se transformă într-un acid puternic, iar când renunță la oxigen, se transformă într-un acid organic destul de slab. Sistemele de oxihemoglobină și hemoglobină sunt interconvertibile; ele există ca un întreg.

Caracteristicile tamponului de bicarbonat

Sistem tampon cu bicarbonat Este și puternic, dar și cel mai controlabil din organism. Reprezintă aproximativ zece procente din capacitatea totală a tamponului. Are proprietăți universale care îi asigură eficacitatea bidirecțională. Compoziția acestui tampon include o pereche conjugată acid-bază, care constă din molecule precum protonul de carbon) și anionul bicarbonat (acceptor de protoni).

Astfel, sistemul tampon de bicarbonat promovează un proces sistematic în care un acid puternic intră în sânge. Acest mecanism combină acidul cu anionii de bicarbonat, formând acidul carbonic și sarea acestuia. Când alcalii intră în sânge, tamponul se leagă de acidul carbonic, formând o sare de bicarbonat. Deoarece există mai mult bicarbonat uman decât acid carbonic, acest rezervor tampon va fi foarte acid. Cu alte cuvinte, sistemul tampon de bicarbonat (bicarbonat) este foarte bun la compensarea substanțelor care cresc aciditatea sângelui. Printre acestea se numără acidul lactic, a cărui concentrație crește odată cu activitatea fizică intensă, iar acest tampon răspunde foarte rapid la modificările echilibrului acido-bazic din sânge.

Caracteristicile tamponului fosfat

Sistem tampon fosfat omul ocupă aproximativ două procente din capacitatea totală a tamponului, care este asociată cu conținutul de fosfați din sânge. Acest mecanism menține pH-ul urinei și al fluidelor găsite în interiorul celulelor. Tamponul este format din fosfați anorganici: monobazici (îndeplinește rolul unui acid) și dibazici (îndeplinesc rolul unui alcalin). La pH normal, raportul dintre acid și bază este de 1:4. Pe măsură ce numărul de ioni de hidrogen crește, se leagă de aceștia, formând un acid. Acest mecanism este mai acid decât alcalin, astfel încât neutralizează perfect metaboliții acizi care intră în sângele uman, de exemplu, acidul lactic.

Caracteristicile tamponului proteic

Tamponul proteic nu joacă un rol atât de special în stabilizarea echilibrului acido-bazic în comparație cu alte sisteme. Reprezintă aproximativ șapte procente din capacitatea totală a tamponului. Proteinele sunt formate din molecule care se combină pentru a forma compuși acido-bazici. În ele acționează ca alcalii care leagă acizii; într-un mediu alcalin, se întâmplă invers.

Acest lucru are ca rezultat formarea, care este destul de eficientă la o valoare a pH-ului de 7,2 până la 7,4. O mare parte a proteinelor sunt reprezentate de albumine si globuline. Deoarece sarcina proteică este zero, la pH normal este sub formă de alcali și sare. Această capacitate tampon depinde de numărul de proteine, structura lor și de protoni liberi. Acest tampon poate neutraliza atât alimentele acide, cât și cele alcaline. Dar capacitatea sa este mai acidă decât alcalină.

Caracteristicile celulelor roșii din sânge

În mod normal, globulele roșii au o valoare constantă a pH-ului de 7,25. Aici au efect tampoanele hidrocarbonate și fosfat. Dar ele diferă ca putere de cele găsite în sânge. În celulele roșii din sânge, tamponul proteic joacă un rol special în furnizarea organelor și țesuturilor cu oxigen, precum și în eliminarea dioxidului de carbon din acestea. În plus, menține o valoare constantă a pH-ului în interiorul globulelor roșii. Tamponul proteic din eritrocite este strâns legat de sistemul bicarbonat, deoarece raportul dintre acid și sare aici este mai mic decât în ​​sânge.

Exemplu de sistem tampon

Soluțiile de acizi și alcali tari, care au reacții slabe, au o valoare instabilă a pH-ului. Dar amestecul de acid acetic cu sarea sa rămâne stabil. Chiar dacă li se adaugă un acid sau un alcalin, echilibrul acido-bazic nu se va schimba. Ca exemplu, putem lua în considerare un tampon acetat, care constă din acidul CH 3 COOH și sarea acestuia CH 3 COO. Dacă adăugați un acid puternic, baza de sare va lega ionii H+ și se va transforma în acid acetic. Scăderea nivelului de anioni de sare este echilibrată de o creștere a moleculelor de acid. Ca urmare, are loc o ușoară modificare a raportului dintre acid și sare, astfel încât pH-ul se modifică destul de imperceptibil.

Mecanismul de acțiune al sistemelor tampon

Când produsele acide sau alcaline intră în sânge, tamponul asigură o valoare constantă a pH-ului până când produsele care intră sunt excretate sau utilizate în procesele metabolice. Există patru tampoane în sângele uman, fiecare dintre ele constând din două părți: un acid și sarea sa, precum și un alcalin puternic.

Efectul tamponului se datorează faptului că acesta leagă și neutralizează ionii care ajung în compoziția corespunzătoare acestuia. Deoarece în natură organismul întâlnește cel mai adesea produse metabolice sub-oxidate, proprietățile tamponului sunt mai anti-acide decât anti-alcaline.

Fiecare sistem tampon are propriul său principiu de funcționare. Când nivelul pH-ului scade sub 7,0, începe activitatea lor activă. Ei încep să lege excesul de ioni de hidrogen liberi, formând complexe care mișcă oxigenul. La rândul său, se deplasează în sistemul digestiv, plămâni, piele, rinichi și așa mai departe. Un astfel de transport facilitează descărcarea și îndepărtarea acestora.

În corpul uman, doar patru sisteme tampon joacă roluri importante în menținerea echilibrului acido-bazic, dar există și alte soluții tampon, cum ar fi sistemul tampon de acetat, care are un acid slab (donator) și sarea sa (acceptor). Capacitatea acestor mecanisme de a rezista la modificări ale pH-ului atunci când acidul sau sarea intră în sânge este limitată. Ele mențin echilibrul acido-bazic numai atunci când un acid puternic sau alcalin este furnizat într-o anumită cantitate. Dacă este depășită, pH-ul se va schimba brusc și sistemul tampon va înceta să funcționeze.

Eficiența tamponurilor

Tampoanele de sânge și celule roșii din sânge au eficiențe diferite. La acesta din urmă este mai mare, deoarece aici este prezent un tampon de hemoglobină. O scădere a numărului de ioni are loc în direcția de la celulă la mediul intercelular și apoi la sânge. Acest lucru sugerează că sângele are cea mai mare capacitate tampon, iar mediul intracelular are cea mai mică.

În timpul metabolismului, acizii apar în celule și trec în fluidul intercelular. Acest lucru se întâmplă cu atât mai ușor cu atât apar mai multe în celule, deoarece un exces de ioni de hidrogen crește permeabilitatea membranei celulare. Știm deja. În eritrocite au proprietăți mai eficiente, deoarece aici joacă și fibrele de colagen, care reacționează prin umflare la acumularea de acid, îl absorb și eliberează eritrocitele din ionii de hidrogen. Această capacitate este determinată de proprietatea de absorbție.

Interacțiunea tampoanelor din organism

Toate mecanismele care se află în organism sunt interconectate. Tampoanele de sânge constau din mai multe sisteme, a căror contribuție la menținerea echilibrului acido-bazic este diferită. Când sângele intră în plămâni, primește oxigen prin legarea acestuia de hemoglobina din celulele roșii din sânge, formând oxihemoglobină (un acid), care menține nivelul pH-ului. Cu ajutorul anhidrazei carbonice, are loc o curățare paralelă a sângelui plămânilor de dioxid de carbon, care în eritrocite se prezintă sub formă de acid carbonic dibazic slab și carbaminohemoglobină, iar în sânge - dioxid de carbon și apă.

Când cantitatea de acid carbonic dibazic slab din eritrocite scade, acesta pătrunde din sânge în eritrocit și curăță sângele de dioxid de carbon. Astfel, acidul carbonic dibazic slab trece constant din celule în sânge, iar anionii de clorură inactivi intră din sânge în celulele roșii din sânge pentru a menține neutralitatea. Ca urmare, mediul din celulele roșii din sânge este mai acid decât cel din plasmă. Toate sistemele tampon se bazează pe raportul donor de protoni-acceptor (4:20), care este asociat cu caracteristicile metabolice ale corpului uman, care formează un număr mai mare de produse acide decât cele alcaline. Indicatorul capacității tampon acid este foarte important aici.

Procesele metabolice în țesuturi

Echilibrul acido-bazic este menținut prin tampoane și modificări metabolice în țesuturile corpului. Acest lucru este ajutat de biochimice și contribuie la pierderea proprietăților acido-bazice ale produselor metabolice, legarea lor și formarea de noi compuși care sunt eliminați rapid din organism. De exemplu, o cantitate mare de acid lactic este excretată în glicogen, acizii organici sunt neutralizați de sărurile de sodiu. Acizii puternici și alcalii se dizolvă în lipide, iar acizii organici suferă oxidare, formând acid carbonic.

Prin urmare, sistemul tampon este primul asistent în normalizarea echilibrului acido-bazic din corpul uman. Stabilitatea pH-ului este necesară pentru funcționarea normală a moleculelor și structurilor biologice, organelor și țesuturilor. În condiții normale, procesele de tamponare mențin un echilibru între apariția și îndepărtarea ionilor de hidrogen și dioxid de carbon, ceea ce ajută la asigurarea unui nivel constant al pH-ului în sânge.

Dacă există o defecțiune în sistemele tampon, atunci o persoană dezvoltă patologii cum ar fi alcaloza sau acidoza. Toate sistemele tampon sunt interconectate și vizează menținerea unui echilibru acido-bazic stabil. Corpul uman produce în mod constant un număr mare de produse acide, ceea ce este echivalent cu treizeci de litri de acid puternic.

Constanța reacțiilor în interiorul corpului este asigurată de tampoane puternice: fosfat, proteine, hemoglobină și bicarbonat. Există și alte sisteme tampon, dar acestea sunt principalele și cele mai necesare pentru un organism viu. Fără ajutorul lor, o persoană va începe să dezvolte diverse patologii care pot duce la comă sau la moarte.