Глава 17. Кислотно-основное равновесие и водно-электролитный баланс

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Среди физико-химических показателей организма важнейшее место принадлежит кислотно-основному равновесию (КОР) крови. От соотношения концентраций ионов H+ и OH^- крови зависят активность ферментов, интенсивность окислительно-восстановительных реакций, процессы расщепления и синтеза белков, окисления углеводов и липидов, чувствительность клеточных рецепторов к медиаторам и гормонам, проницаемость клеточных мембран, физико-химические свойства коллоидных систем клеток и межклеточных структур и т.д.

Водород - наиболее распространенный атом во всех клетках, главным образом в составе воды. Ион водорода (H+) играет главную роль в образовании кислот и оснований, его концентрация должна находиться в строгих пределах, иначе клетки погибнут. Это связано в основном с действием Н⁺ на форму и функции белков и активных ферментов. Основание является донором ионов водорода, а кислота - акцептором.

Большая часть ионов водорода образуется в результате метаболизма углеводов (C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O), жиров и белков.

Другим важным продуктом обмена веществ является углекислый газ (CO₂), оказывающий влияние на концентрацию H+. Углекислый газ называется кислотой, хотя к нему и не присоединен H+, поскольку CO₂ вступает в реакцию с водой с образованием углекислоты (H₂CO₃); углекислота диссоциирует с образованием протонов и является, таким образом, ведущим фактором закисления среды:

CO₂+H₂O ↔H₂CO₃oH++HCO₃^-.

При постоянной температуре давление газа над поверхностью жидкости определяется количеством нерастворенного газа. Поскольку воздух представляет собой смесь газов, давление каждого газа пропорционально его молекулярной концентрации и называется парциальным давлением.

При растворении углекислого газа в воде происходят два важных события. Небольшое количество углекислого газа превращается в углекислоту, количество которой прямо пропорционально таковому углекислого газа в растворе и, следовательно, парциальному давлению CO₂ (pCO₂). Углекислота является слабой кислотой и лишь в незначительной степени диссоциирует на ионы водорода и бикарбоната.

Это приводит к тому, что повышение давления CO₂ в альвеолах увеличивает давление CO₂ в легочных капиллярах, а также количество углекислоты во внеклеточной жидкости, и наоборот.

Третьим фактором образования водородных ионов является соотношение окисленного и восстановленного гемоглобина (превращение двухвалентного железа в трехвалентное, и наоборот):

2Fe⁺⁺ + 1/2O₂ + 2H+ → 2Fe⁺⁺⁺ + H₂O.