Роль легких в регуляции КОС.

Северьянова Л.А., Ляшев Ю.Д., Антопольская Е.В.

Нарушения кислотно-основного состояния (патофизиологические аспекты).

Учебно-методическое пособие

Предназначено для студентов лечебного, медико-профилактического, педиатрического и фармацевтического факультетов.

 

Курск 2010

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Физико-химические механизмы поддержания постоянства кислотно-основного состояния (КОС). Буферные системы организма.

Роль органов и систем в поддержании постоянства КОС.

Роль легких в регуляции КОС.

Роль почек в регуляции КОС.

Роль печени в регуляции КОС.

Роль желудочно-кишечного тракта в поддержании КОС.

Роль костной ткани в поддержании КОС.

Взаимосвязь кислотно-основного состояния с водно-электролитным обменом. Законы изоосмолярности и электронейтральности.

Основные показатели, характеризующие КОС.

Классификация нарушений КОС

Характеристика отдельных нарушений КОС.

НЕГАЗОВЫЙ АЦИДОЗ.

ГАЗОВЫЙ АЦИДОЗ.

ГАЗОВЫЙ АЛКАЛОЗ.

НЕГАЗОВЫЙ АЛКАЛОЗ.

Тестовые задания по теме: «Патофизиология КОС».

Задания для самоконтроля.

Ответы на задания.

ПРИЛОЖЕНИЯ.

Литература.

ВВЕДЕНИЕ

Кислотно-основным состоянием (КОС) называется относительное постоянство концентрации водородных ионов во внутренней среде организма (изогидрия), обусловленное совместным действием буферных и физиологических систем. Такое равновесие зависит от постоянного образования в организме протонов и их выведения.

Многочисленные исследования доказывают, что любое изменение внутриклеточного рН сопровождается значительными сдвигами физиологических и биохимических процессов в клетке в связи с изменением активности ферментов, поскольку каждый из них имеет строго определенный оптимум рН. В частности, пролиферация клеток сопровождается повышением внутриклеточного рН, а гипертрофия клеток и синтез белка связаны со снижением рН в клетках;

Ежедневно в организм человека с пищей поступает значительное количество щелочных и кислых продуктов, в том числе белков, жиров, углеводов. солей. Особенности метаболизма определяют накопление в клетках, а в последующем и во внеклеточной среде, прежде всего, кислых продуктов. К ним относятся лактат, пируват, кетоновые тела. В венозной крови происходит накопление углекислого газа, который легко превращается в угольную кислоту. Все это требует наличия в организме человека специальных систем, обеспечивающих поддержание кислотно-основного баланса, а значит и нормального значения рН.

Относительное постоянство КОС в организме человека и высших животных достигается благодаря тесному взаимодействию физико-химических (буферные системы) и физиологических механизмов (вовлечение легких, почек, печени, желудочно-кишечного тракта, костной ткани).

Физико-химические механизмы поддержания относительного постоянства КОС внутренней среды. Буферные системы организма.

Буферными называются системы (растворы) способные сохранять постоянную концентрацию водородных ионов при добавлении как кислот, так и щелочей. Каждый буфер состоит из слабой кислоты и её соли с сильным основанием. Основными буферными системами крови являются:

· бикарбонатный буфер, состоящий из слабой угольной кислоты Н₂СО₃ и её соли - бикарбоната натрия NaHCO₃ (во внеклеточной среде) и КНСО₃ (в клетках);

· фосфатный буфер, состоящий из слабой кислоты – однозамещенной натриевой соли фосфорной кислоты NaH₂PO, и её соли – двузамещенной соли фосфорной кислоты Na₂HPO₄.

· белковый буфер, состоящий из слабой белка-кислоты PtCOOH и ее натриевой соли - PtCOONa.

· гемоглобиновый буфер, состоящий из слабой кислоты восстановленного гемоглобина HHb и соли оксигенированного гемоглобина КHbO₂.

Вклад отдельных буферных систем в общую буферную емкость крови разный и составляет по данным Зильбер А.П.(1984) следующие величины:

· бикарбонатный буфер – 53%

· гемоглобиновый буфер 35%

· белковый буфер – 7%

· фосфатный буфер – 5%.

Общим принципом действия буферных систем является следующий: при появлении в организме сильной кислоты она взаимодействует со слабым основанием, в результате чего образуется слабая кислота, а при попадании в организм сильного основания оно взаимодействует со слабой кислотой, в результате образуется слабое основание. Следствием таких реакций является незначительное смещение рН. Например, при появлении в крови кислых продуктов протоны (Н⁺) соединяются с бикарбонатными анионами (НСО₃^-) с образованием угольной кислоты (Н₂СО₃), которая легко распадается на углекислый газ и воду. Избыток углекислого газа выводится дыхательной системой. Если же в кровь попадают щелочные продукты гидроксильные ионы (ОН^-) взаимодействуют с угольной кислотой (Н₂СО₃). При этом образуются бикарбонатные ионы (НСО₃^-) и вода. При накоплении избытка бикарбоната он выводится почками.

Белковый буфер в кислой среде связывает протоны (Н⁺) с помощью протеината (PtCOONa/PtCOOK) при этом образует протеин и высвобождаются ионы натрия (во внеклеточной среде) или калия (преимущественно внутриклеточно), а в щелочной среде, наоборот, связывает ионы металлов, высвобождая ионы водорода.

Ведущим белковым регулятором КОС является гемоглобин. Функционирование гемоглобиновой буферной системы происходит следующим образом. Углекислый газ, поступающий из тканей под влиянием содержащейся в эритроцитах карбоангидразы превращается в угольную кислоту. Угольная кислота взаимодействует с восстановленным гемоглобином в результате чего образуется бикарбонат калия (КНСО3^-). Ионы бикарбоната выделяются в плазму по ионообменному механизму с ионами хлора (Сl^-), который поступает в клетки, поскольку мембрана эритроцитов проницаема для них. Ионы калия не проникают через мембраны эритроцитов. В результате в плазме увеличивается содержание бикарбонатных ионов, что повышает ее буферные резервы. Этот механизм является чрезвычайно важным для поддержания постоянства рН, поскольку предупреждает сдвиг КОС в кислую сторону при контакте крови с тканями (откуда переходит СО₂), а также сдвиг рН в щелочную сторону в альвеолах легких, где происходит связывание гемоглобина с кислородом.

 

 

Физиологические механизмы поддержания постоянства КОС.

Роль легких в регуляции КОС.

Особая роль легких в регуляции КОС состоит в выведении летучих кислот. За сутки в организме взрослого человека образуется 13000-15000ммоль СО₂ (Фролов Б.А., 1998). Накопление угольной кислоты в организме должно было бы вызывать тяжелый ацидоз. Однако этого не наблюдается, так как избыток углекислого газа удаляется через легкие благодаря гуморальным и рефлекторным механизмам активации дыхательного центра и усилению внешнего дыхания. Дыхательный центр достаточно быстро реагирует на изменение концентрации водородных ионов в крови и ликворе и при увеличении концентрации протонов возникает гипервентиляция, а при уменьшении – гиповентиляция. За сутки кровь переносит от легких к тканям 1400 л кислорода. При этом 450-600 л потребляются тканями.

Регуляция газового баланса организма - ведущий механизм участия легких в поддержании КОС, характеризующийся тесной связью с бикарбонатной буферной системой и быстрым развитием.

 

123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: