загрузка...
загрузка...
На головну

Буферні системи людського організму

  1.  A) Попереджувальний світловий і звуковий сигнал гальмівної системи
  2.  A. з незрілістю поворотно-противоточной системи
  3.  I Налаштування параметрів системи
  4.  I.2.7. Єдність античної римської правової системи
  5.  II. Внутрішні чинники розвитку виробничої мікросистеми
  6.  ISO 14004: 2004 «Системи управління якістю. Настанови щодо принципів, систем та засобів забезпечення функціонування ».
  7.  J. Однорідні системи

В організмі людини в результаті протікання різних метаболічних процесів постійно утворюються великі кількості кислих продуктів. Середньодобова норма їх виділення відповідає 20-30 літрів розчину сильної кислоти з молярною концентрацією хімічного еквівалента кислоти, яка дорівнює 0,1 моль / л (або 2000-3000 ммоль хімічного еквівалента кислоти).

Утворюються при цьому і основні продукти: аміак, сечовина, креатин та ін., - Але тільки в набагато меншому ступені.

До складу кислих продуктів обміну речовин входять як неорганічні (H2CO3, H2SO4), Так і органічні (молочна, масляна, піровиноградна та ін.) Кислоти.

Соляна кислота секретується парієтальних гландулацітамі і виділяється в порожнину шлунка зі швидкістю 1-4 ммоль / год.

Вугільна кислота є кінцевим продуктом окислення ліпідів, вуглеводів, білків і різних інших біоорганічних речовин. У перерахунку на СО2 щодоби її утворюється до 13 молей.

Сірчана кислота виділяється при окисленні білків, оскільки в їх склад входять сірковмісні амінокислоти: метіонін, цистеїн.

При засвоєнні 100 г білка виділяється близько 60 ммоль хімічного еквівалента H2SO4.

Молочна кислота у великій кількості утворюється в м'язових тканинах при фізичних навантаженнях.

З кишечника і тканин утворилися при обміні речовин кислі і основні продукти постійно надходять в кров і міжклітинну рідину. Однак підкислення цих середовищ не відбувається, і їх водневий показник підтримується на певному постійному рівні.

Так, значення рН здебільшого внутрішньоклітинних рідин знаходиться в інтервалі від 6,4 до 7,8, міжклітинної рідини - 6,8-7,4 (залежно від виду тканин).

Особливо жорсткі обмеження на можливі коливання значень рН накладаються на кров. Станом норми відповідає інтервал значень рН = 7,4 ± 0,05.

Сталість кислотно-основного складу біологічних рідин людського організму досягається спільною дією різних буферних систем і ряду фізіологічних механізмів. До останніх насамперед належать діяльність легенів і видільна функція нирок, кишечника, клітин шкіри.

Основними буферними системами людського організму є: гідрокарбонатна (бикарбонатная), фосфатна, білкова, гемоглобіновая і оксігемоглобіновая. У різних кількостях і поєднаннях вони присутні в тій чи іншій біологічної рідини. Причому тільки кров містить в своєму складі всі чотири системи.

Кров є суспензія клітин в рідкому середовищі і тому її кислотно-основну рівновагу підтримується спільною участю буферних систем плазми і клітин крові.

Бикарбонатная буферна системає найбільш регульованою системою крові. На її частку припадає близько 10% всієї буферної ємності крові. Вона являє собою пов'язану кислотно-основну пару, що складається з гідратів молекул СО2 (СО2 · Н2О) (виконують роль донорів протонів) і гідрокарбонат іонів НСО3- (Виконують роль акцептора протонів).

Гідрокарбонати в плазмі крові і в інших міжклітинних рідинах знаходяться головним чином у вигляді натрієвої солі NaНСО3, А всередині клітин - калієвої солі.

концентрація іоновНСО3- в плазмі крові перевищує концентрацію розчиненого СО2 приблизно в 20 разів.

 СО2
 При виділенні в кров відносно великих кількостей кислих продуктів іони Н+ взаємодіють з НСО3-.


Н+ + НСО3- = Н2СО3

Н2О


Подальше зниження концентрації отриманого СО2 досягається в результаті його прискореного виділення через легені в результаті їх гіпервентиляції.

Якщо ж в крові збільшується кількість оснoвних продуктів, то відбувається їх взаємодія зі слабкою вугільної кислотою:

Н2СО3 + ОН- > НСО3- + Н2О

При цьому концентрація розчиненого вуглекислого газу в крові зменшується. Для збереження нормального співвідношення між компонентами буферної системи відбувається фізіологічна затримка в плазмі крові певної кількості СО2 за рахунок гиповентиляции легких.

Фосфатна буферна система являє собою пов'язану кислотно-оснoвную пару Н2РВ4-/ НРО42.

Роль кислоти виконує дигидрофосфат натрію NaH2PO4, А роль її солі - гідрофосфат натрію Na2HPO4. Фосфатна буферна система становить всього лише 1% буферної ємності крові. Ставлення з (Н2РВ4-) / С (НРО42) В ній дорівнює 1: 4 і не змінюється з часом, т. К., Надмірна кількість якого-небудь з компонентів виділяється з сечею, правда, це відбувається протягом 1-2 діб, т. Е. Не так швидко, як в випадку гидрокарбонатного буфера.

Фосфатна буферна система відіграє вирішальну роль в інших біологічних середовищах: деяких внутрішньоклітинних рідинах, сечі, виділеннях (або соках) травних залоз.

білковий буфер являє собою систему з білкових (протеїнових) молекул, що містять в своїх амінокислотних залишках як кислотні СООН-групи, так і оснoвние NH2-групи, що виконують роль слабкої кислоти і підстави. Компоненти цього буфера можуть бути умовно виражені таким чином:

 1)  Pt-COOH +  Pt-COONa  Pt-COOH / Pt-COO-
   слабодіссоці-іровани білок-кислота    сіль, утворена сильною основою  
         
 2)  Pt-NH2 +  Pt-NH3Cl  (Pt-NH2 / Pt-NH3+
   слабодіссоці-іровани білок-підставу    сіль, утворена сільнойкіслотой  

Таким чином, білковий буфер за своїм складом є амфотерним. При збільшенні концентрації кислих продуктів з іонами Н+ можуть взаємодіяти як білок-сіль (Pt-СОО-), Так і білок-підставу (Pt-NH2):

Pt-COO- + H+ > Pt-COOH

Pt-NH2 + H+ > Pt-NH3+

Нейтралізацію основних продуктів обміну речовин здійснюють за рахунок взаємодії з іонами ОН- як білок - кислота (Pt-СООН), так і білок-сіль (Pt-NH3+)

Pt-COOН + OH- > Pt-COO- + Н2О

Pt-NH3+ + OH- > Pt-NH2 + Н2О

Завдяки білкам, всі клітини і тканини організму мають певний буферним дією. У зв'язку з цим потрапляє на шкіру невелику кількість кислоти або лугу досить швидко виявляється нейтралізованим і не викликає хімічного опіку.

Найбільш могутніми буферними системами крові є гемоглобінового і оксігемоглобіновий буфера, які знаходяться в еритроцитах. На їх частку припадає приблизно 75% всієї буферної ємності крові. За своєю природою і механізму дії вони відносяться до білкових буферних систем.

Гемоглобінового буфер присутній в венозної крові і його склад можна умовно відобразити наступним чином:

 HHв +  KНв
 слабка органічна кислота    сіль цієї кислоти

Вступники в венозну кров СО2 та інші кислі продукти обміну речовин реагують з калієвої сіллю гемоглобіну.

KHв + CO2 > KНСО3 + HHв

Потрапляючи в капіляри легенів, гемоглобін перетворюється в оксигемоглобін ННвО2, Приєднуючи до себе молекули Про2.

 СО2
Н2О
 Оксигемоглобін володіє більш сильними кислотними властивостями, ніж гемоглобін. Він взаємодіє з гідрокарбонатом калію або натрію, витісняючи з нього Н2СО3, Яка розпадається на СО2 і Н2О. Утворився надлишковий СО2 через легені видаляється з крові.

HHвO2 + KНСО3 > KHвO2 + Н23

Системи гемоглобінового і оксігемоглобінового буферів є взаимопревращающихся системами і існують як єдине ціле. Вони в значній мірі сприяють підтримці в крові концентрації гідрокарбонат-іонів НСО3- (Так званий лужний резерв крові) на постійному рівні.

Порушення кислотно-оснoвного рівноваги крові. Ацидоз. алкалоз

Коли компенсаторні механізми організму не здатні запобігти зрушення концентрації водневих іонів, настає порушення кислотно-оснoвного рівноваги. При цьому спостерігаються два протилежних стану - ацидоз і алкалоз.

при ацидозі концентрація водневих іонів в крові стає вище меж норми. При цьому, природно, рН зменшується. Зниження величини рН нижче 6,8 викликає смерть.

стан алкалоза спостерігається при зменшенні концентрації іонів Н+ (РН, відповідно, зростає) у порівнянні з нормою. Збільшення значень рН до 8,0 призводить до швидкого летального результату.

Залежно від механізмів розвитку порушень кислотно-лужної рівноваги поділяють дихальний і метаболічний ацидоз або алкалоз.

дихальний ацидоз виникає в результаті зменшення хвилинного обсягу дихання (наприклад, при бронхіальній астмі, набряку, емфіземи легенів, асфіксії механічного порядку і т. д.). Всі ці захворювання ведуть до гіповентиляції і до підвищення парціального тиску СО2 артеріальної крові і вмісту в плазмі НСО3- іонів.

дихальний алкалоз, Навпаки, виникає при вдиханні чистого кисню, компенсаторною задишки, що супроводжує ряд захворювань, перебування в розрідженій атмосфері.

При дихальному алкалозі в крові зменшується концентрація розчиненого СО2 і гідрокарбонат-іонів (лужний резерв крові).

метаболічний ацидоз - Найчастіша і важка форма порушень кислотно-лужної рівноваги. Він обумовлений накопиченням в тканинах і крові органічних кислот. Цей вид ацидозу пов'язаний з порушенням обміну речовин і можливий при діабеті, голодуванні, лихоманці, захворюваннях шлунково-кишкового тракту і т. Д.

метаболічний алкалоз розвивається при втраті в результаті нестримного блювання великої кількості кислотних еквівалентів) і всмоктування в кров великої кількості основних еквівалентів кишкового соку, а також при накопиченні в тканинах основних продуктів обміну речовин.


Хімічна кінетика
 і каталіз





 слабкі електроліти |  Ступінь дисоціації слабкого електроліту зменшується, якщо внести в його розчин навіть у невеликій кількості сильний електроліт, що містить в своєму складі однойменні іони. |  сильні електроліти |  Під активністю іонів на увазі ту їх ефективну (умовну) концентрацію, відповідно до якої вони кількісно виявляють себе в розчині. |  Дисоціація води. Водневий показник |  Теорія кислот і підстав |  Визначення буферних систем і їх класифікація |  Таким чином, будь-яка кислотно-основна буферна система є рівноважною сумішшю, що складається з донора і акцептора протонів. |  В результаті серйозна причина заміщається на еквівалентну кількість нейтральної солі буферної системи, тому концентрація іонів водню в ній знову зміниться незначно. |  буферна ємність |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати