Биохимия. Кислотно-основное состояние организма

2014г
Дисциплина: Биохимия
Лектор: Гаврилов И.В.
Факультет: лечебно-профилактический,
Курс: 2

КОС:
изоосмолярность,
электронейтральность,
постоянство рН.
2. Гомеостатические механизмы регуляции КОС.
Физико-химический

механизм (буферные системы органов и тканей). Бикарбонатный, белковый, гемоглобиновый, фосфатный буферы.
Физиологический механизм (роль органов и тканей в регуляции КОС). Легкие, почки, печень, костная ткань, ЖКТ.
Метаболический механизм (процессы на клеточном уровне).
3. Нарушения КОС. Последствия нарушений.
Показатели оценки состояния КОС.
Классификация нарушений КОС и клинические проявления.
Ацидозы или алкалозы газовые или негазовые.

постоянство реакции внутренней среды организма, количественно характеризующееся концентрацией Н+.

Устаревшие аббревиатуры
КЩР

– кислотно-щелочное равновесие (недостаток – равновесия не существует даже в норме)
КЩС - кислотно-щелочное состояние (недостаток – в организме больше оснований, чем щелочей)

логарифма концентрации ионов Н+.




Кислоты
Основания


14
0
7
Величина рН

- соединения,
способные принимать Н+
НА Н+

+ А

А: + Н+ НА

их строение и свойства: Белков (главное ферментов) Нуклеиновых

кислот Углеводов Липидов (амфифильных) и т.д. 2. В организме происходит накопление кислот и оснований, при этом кислоты обычно накапливаются быстрее чем основания.

происхождение (пища)
Эндогенное происхождение (метаболизм)




Уксус, лимонная к-та
яблочная к-та и т.д.
Н2СО3 =

20 моль/сут
HCl, Н2SO4, H3PO4,
окси-, кето-, амино-,
нуклеиновые, жирные
и т.д. = 80ммоль/сут

Сода

Аммиак, аргинин и лизин, биогенные амины (катехоламины, гистамин, серотонин) и т.д.

на постоянство рН.
изоосмолярность. При регуляции КОС, концентрация частиц в межклеточной

и внеклеточной жидкости не изменяется.

электронейтральность. При регуляции КОС, количество положительных и отрицательных частиц в межклеточной и внеклеточной жидкости не изменяется.

А

В

Н+

К+

Cl-

HCO3-

механизм, это органы и ткани: легкие, почки, костная ткань, печень,

кожа, ЖКТ.
Метаболический (на клеточном уровне за счет изоосмолярности и электронейтральности).

ее компонентов расходуется и требует восстановления (восстанавливают компоненты буферных систем

органы и ткани, другие буферы).

Буфер – это система, состоящая из слабой кислоты и ее соли с сильным основанием (кислотно-основная пара):

Н+ + NaА HА + Na+

OH- + НА H2O + А-

Буферные системы характеризуются:
соотношением компонентов кислотно-основной пары;
емкостью (самая высокая у гемоглобинового буфера);
чувствительностью (самая высокая у бикарбонатного буфера);
локализацией (60% Н+ связываю клеточные и 40% внеклеточные буферы);
величиной рН, которую они поддерживают.

НА / NaА

работу основных буферных систем и физиологических механизмов регуляции КОС.
Самый чувствительный

(связывает до 40% «лишних» Н+)
Основная локализация: внеклеточная; Емкость: 10% Поддерживает рН=7,4 (рСО2=40мм.рт.ст, Na+ =150ммоль/л)

В связи с этим, бикарбонатный буфер является индикатором КОС, определение его компонентов – основа для диагностики нарушения КОС

Аэробное
окисление

CO2

Н2O

Na+

легкие

O2

Почки

H2CO3

NaHCO3

H+

Na+

H+

Ткань

НА

NaА

выведение Н+ с мочой
Н+ + HPO42-

H2PO4-

OН- + H2PO4- H2O + HPO42-

В плазме:

В моче:

высокая: 75% (от общей буферной емкости);
Работа напрямую связана с газообменом;

HHbO2

KHbO2

HHb

KHb

Кислотность HbО2 по сравнению с Hb в 70 раз выше

K+

Н+

Н+

K+

+ О2

- О2

Легкие Ткани

Закисление Защелачивание

образуются:
летучие кислоты (Н2СО3) и основания (NH3)
нелетучие кислоты

(лактат, кетоновые тела и жирные кислоты, мочевая, фосфорная, серная кислота ) и основания (биогенные амины).

выведением из организма кислот и оснований;
Легкие выводят летучие кислоты и основания;
Почки выводят нелетучие кислоты и основания.
превращением кислот и оснований в нейтральные вещества.
восстановлением компонентов буферных систем

Органы и ткани регулируют КОС:

CO2 CO2



480

л/сут

20 моль/сут

NaHСO3

в 4-5 раз

50 – 70%

рО2 рСО2, рН

рСО2, рН

Вклад в регуляцию КОС 50-70%

Дыхание

Физическая Нагрузка

Гипер-вентиляция легких

в 20 раз

О2

О2

600 л/сут

лактат
и др. кислот

Н2О

Легкие

Глу α-КГ

NH4+

Моча




Na+
NaHСO3
H2CO3

Na2HРО4





NH4H2РО4
H+

с желчью
Кислоты, основания

6H+

2HРО42-
2H2РО4-
3Са2+



3СаA2



Кости
6HA


6A-


Моча
Сильное закисление
Остеопороз

дефицит оснований.
Алкалоз – абсолютный или относительный избыток оснований или

дефицит кислот.

А. Компенсированный ацидоз и алкалоз - возникает при работе буферной системы

АH А- + H+

B: + H+ BH

буфер

(в норме)

(в норме)

емкости
АH А- +

H+

B: + H+ BH

Буфер израсходован

Алкалемия - повышение величины рН выше нормы

Ацидемия – снижение величины рН ниже нормы

работы сердечно-сосудистой системы. Слабая ацидемия повышает АД и кровоток. Сильное

- угнетает сердечную деятельность, снижает АД, возникает аритмию.
нарушение работы ЖКТ: рвота, диарея (подавления активности α и β адренорецепторов и усиления парасимпатических эффектов)
нарушение работы ЦНС: головокружение, сонливость, затем ацидотическая кома.
внеклеточная гипергидрия. Избыток Н+ с НСО3- поступает в клетки. Взамен из клетки выходит К+ и Cl-, которые повышают осмотическое давление внеклеточной жидкости.

При ацидемии возникает:

крови Са2+).
нарушение работы ЖКТ - запоры (за счет активации

β адренорецепторов и угнетения парасимпатических эффектов).
нарушение работы сердечно-сосудистой системы – учащение сердцебиения, снижение АД (за счет активации β адренорецепторов и угнетения парасимпатических эффектов).

Сдвиг рН на 0,3 приводит к развитию комы,
а на 0,4 - часто несовместим с жизнью.

Негазовые


По происхождению
кислот и оснований

Метаболические Выделительные Экзогенные

Связаны
с дыханием

Связаны
с выделением
из организма
кислот
или оснований

Связаны
с синтезом кислот
или оснований

Связаны
с поступлением
в организм кислот
или оснований
с пищей

Компенсация КОС - приспособительная реакция со стороны органа, не виновного в нарушение КОС.
Коррекция КОС – приспособительная реакция со стороны органа, вызвавшего нарушение КОС.

высокая концентрация СО2 в окружающей среде
Причины:
рСО2

Н2СО3
рН




Почки
Na+
NaНСО3
Сразу в норме AB, SB,

BB

AB, SB, BB

Легкие

рО2

Через 10-20ч выделительный алкалоз

Газовый ацидоз

AB, SB, BB

Легкие

рО2
Через 10-20ч выделительный ацидоз
Газовый алкалоз
усиленное выведение

СО2 при активации внешнего дыхания (нейротоксический синдром, инфекционно-вирусные состояния, истерии, эпилепсии).
усиленное выведение СО2 при дефицит О2 во вдыхаемом воздухе (высотная болезнь)

Н+

Na2НCO3

НCO3- + Na+

AB, SB, BB


После повышение АР


Лактат-Н + NaНСО3


Газовый алкалоз
Негазовый

ацидоз

Кетоацидоз (сахарный диабет, голодание, лихорадка и т.д.)
Лактоацидоз (гипоксия, патология печени, инфекции и т.д.)
Ацидоз (накопление кислот при воспаления, ожогах, травмах и т.д)

Легкие

Н+ + НСО3-

Выделительный алкалоз

алкалоз
Негазовый алкалоз
Гипераммониемия при патологии печени
Легкие

NH3 мочевина

NH3 +

Н2О NH4+

рН

рСО2 рО2 лактат

Почки

Н+ Na+

Н2СО3, лактат-Н NH4HСО3 лактат-NH4