Огромна роля за нормалното функциониранечовешкото тяло играе киселинно-алкален баланс. Циркулиращата в тялото кръв е смес от живи клетки, които се намират в течна среда. Първата защитна характеристика, която контролира нивото на pH в кръвта, е буферна система, Това е физиологичен механизъм, който осигурява запазването на параметрите на киселинно-алкалния баланс, предотвратявайки промяната на pH. Какво е това и какви са сортовете, научаваме по-долу.
Буферната система е уникален механизъм.В човешкото тяло има няколко от тях и всички те се състоят от плазма и кръвни клетки. Буферите са основи (протеини и неорганични съединения), които се свързват или отделят Н + и ОН-, разрушавайки pH изменението за тридесет секунди. Способността на буфера да поддържа киселинно-алкален баланс зависи от броя на елементите, от които е съставен.
Кръвта, която постоянно се движи, е жива клетка, която съществува в течна среда. PH обикновено е 7,37-7,44. Куп йони се среща в конкретен буфер, класификация на буферната система дадени по-долу.Самият той се състои от плазма и кръвни клетки и може да бъде фосфат, протеин, бикарбонат или хемоглобин. Всички тези системи имат доста прост механизъм на действие. Тяхната дейност е насочена към регулиране на нивото на йони в кръвта.
Буферната система на хемоглобина е най-многомощен от всички, той е алкал в капилярите на тъканите и киселина във вътрешен орган като белите дробове. Той представлява около седемдесет и пет процента от общия капацитет на буфера. Този механизъм участва в много процеси, които протичат в човешката кръв и има глобин в състава си. Когато хемоглобиновият буфер се прехвърли в друга форма (оксихемоглобин), се наблюдава промяна в тази форма и киселинните свойства на активното вещество също се променят.
Качеството на възстановения хемоглобин е по-ниско,отколкото въглеродна киселина, но става много по-добре, когато се окисли. Когато pH се придобие, хемоглобинът комбинира водородни йони, се оказва, че той вече е намален. Когато въглеродният диоксид се пречиства в белите дробове, рН е алкален. По това време хемоглобинът, който се окислява, действа като донор на протон, с помощта на който се осъществява балансът на киселинно-алкалния баланс. И така, буферът, който се състои от оксихемоглобин и неговата калиева сол, насърчава отделянето на въглероден диоксид от тялото.
Тази буферна система играе важна роля.при дихателния процес, тъй като изпълнява транспортна функция за пренасяне на кислород към тъканите и вътрешните органи и отстраняване на въглеродния диоксид от тях. Киселинно-алкалният баланс вътре в червените кръвни клетки се поддържа на постоянно ниво, следователно и в кръвта.
Когато кръвта е наситена с кислород,хемоглобинът се превръща в силна киселина и когато отделя кислород, той се превръща в доста слаба органична киселина. Системите на оксихемоглобин и хемоглобин взаимно се преобразуват, те съществуват като цяло.
Бикарбонатна буферна система действа като мощен, но и най-управляемтялото. Той представлява около десет процента от общия капацитет на буфера. Той има универсални свойства, които осигуряват неговата двупосочна ефективност. Този буфер съдържа двойка свързана киселина-основа, която се състои от молекули като въглеродна киселина (източник на протони) и анион бикарбонат (протон-акцептор).
Така че, бикарбонатната буферна система допринася засистематичен процес, при който мощната киселина навлиза в кръвта. Този механизъм свързва киселина с бикарбонатни аниони, образувайки въглеродна киселина и нейната сол. Когато алкалът попадне в кръвта, буферът се свързва с въглеродна киселина, образувайки бикарбонатна сол. Тъй като натриевият бикарбонат в човешката кръв е по-голям от въглената киселина, този буферен капацитет ще има висока киселинност. С други думи, хидрокарбонатна буферна система (бикарбонат) много добър в компенсирането на веществакоито повишават киселинността на кръвта. Към тях принадлежи и млечната киселина, чиято концентрация се увеличава при интензивни физически натоварвания и този буфер реагира много бързо на промените в киселинно-алкалния баланс в кръвта.
Фосфатна буферна система човек заема почти два процента от цялотобуферен капацитет, който е свързан със съдържанието на фосфати в кръвта. Този механизъм поддържа pH в урината и течността, която е вътре в клетките. Буферът се състои от неорганични фосфати: моноосновен (действа като киселина) и двуосновен (действа като алкал). При нормално pH съотношението киселина към основа е 1: 4. С увеличаване на броя на водородните йони фосфатна буферна система се свързва с тях, образувайки киселина. Този механизъм е по-кисел от алкалния, така че перфектно неутрализира киселинните метаболити, влизащи в кръвния поток, например млечна киселина.
Протеиновият буфер не играе такава особена ролястабилизиране на киселинно-алкалния баланс, в сравнение с други системи. Той представлява около седем процента от общия капацитет на буфера. Протеините са съставени от молекули, които се комбинират в киселинно-базични съединения. В кисела среда те действат като алкали, които свързват киселини, в алкална среда всичко се случва обратното.
Това води до образуването на протеинова буферна системакоето е доста ефективно при pHот 7,2 до 7,4. Голяма част от протеините е представена от албумин и глобулин. Тъй като протеиновият заряд е нулев, то при нормално pH той е под формата на алкали и сол. Този буферен капацитет зависи от количеството протеини, тяхната структура и свободни протони. Този буфер може да неутрализира както киселинни, така и алкални продукти. Капацитетът му обаче е по-кисел, отколкото алкален.
Червените кръвни клетки имат постоянно pH.- 7.25. Тук действат бикарбонатните и фосфатните буфери. Но по сила те се различават от тези в кръвта. В червените кръвни клетки протеиновият буфер играе специална роля за осигуряването на органи и тъкани с кислород, както и отстраняването на въглеродния диоксид от тях. В допълнение, той поддържа постоянна стойност в рамките на pH на еритроцитите. Протеиновият буфер в червените кръвни клетки е тясно свързан с хидрокарбонатната система, тъй като съотношението киселина и сол е по-ниско, отколкото в кръвта.
Разтвори на силни киселини и основи, коитоИмам слаби реакции, имам променливо pH. Но сместа на оцетна киселина със солта й запазва стабилна стойност. Дори ако добавите към тях киселина или алкал, киселинно-алкалният баланс няма да се промени. Пример е ацетатният буфер, който се състои от киселина СН3СООН и неговите соли на СН3Главен оперативен директор.Ако добавите силна киселина, тогава основата на солта ще свърже H + йони и ще се превърне в оцетна киселина. Намаляването на нивата на солните аниони се балансира чрез увеличаване на киселинните молекули. В резултат на това има малка промяна в съотношението на киселина и нейната сол, така че pH се променя напълно незабелязано.
Когато киселината или алкалът навлезе в кръвтапродуктовият буфер осигурява постоянна стойност на pH, докато получените продукти се отстранят или използват в метаболитните процеси. Четири буфера са представени в човешката кръв, всеки от които се състои от две части: киселина и нейната сол, както и силна основа.
Ефектът на буфера се дължи на факта, че тойсвързва и неутрализира йони, които влизат в съответния му състав. Тъй като в природата тялото е най-вероятно да срещне недостатъчно окислени метаболитни продукти, буферът има повече киселинни свойства в сравнение с антиалкалните.
Всяка буферна система има свой принцип на работа.С понижаване на рН под 7,0 започва активната им активност. Те започват да свързват излишните свободни водородни йони, образувайки комплекси, които транспортират кислород. Той от своя страна се придвижва към храносмилателната система, белите дробове, кожата, бъбреците и т.н. Подобно транспортиране на киселинни и алкални продукти допринася за тяхното разтоварване и отстраняване.
В човешкото тяло само четири буфераСистемите играят важна роля за поддържане на киселинно-алкалния баланс, но има и други буфери, като ацетатна буферна система, която има слаба киселина (донор) и нейната сол (акцептор). Способността на тези механизми да издържат на промените в pH, когато киселина или сол навлиза в кръвта е ограничена. Те поддържат киселинно-алкалния баланс само когато силна киселина или алкал постъпва в определено количество. Ако тя бъде надвишена, pH ще се промени драстично, буферната система ще престане да функционира.
Буферите на кръвта и еритроцитите са различниефективност. В последната е по-висока, тъй като има буфер за хемоглобин. Намаляването на броя на йони се случва по посока от клетката към извънклетъчната среда и след това към кръвта. Това предполага, че кръвта има най-голям буферен капацитет, а вътреклетъчната среда е с най-малък.
По време на метаболизма в клетките се появяват киселини,които преминават в междуклетъчната течност. Това се случва, колкото по-лесно, толкова повече от тях се появяват в клетките, тъй като излишъкът от водородни йони увеличава пропускливостта на клетъчната мембрана. Вече знаем класификация на буферната система... В еритроцитите те са по-ефективнисвойства, тъй като тук все още играят роля колагеновите влакна, които реагират чрез подуване на натрупването на киселина, те я абсорбират и освобождават еритроцитите от водородните йони. Тази способност се дължи на свойството на усвояване.
Всички механизми, които са в тялотоса взаимосвързани. Кръвните буфери се състоят от няколко системи, приносът на които за поддържането на киселинно-алкалния баланс е различен. Когато кръвта навлезе в белите дробове, тя получава кислород, като го свързва в еритроцитите с хемоглобин, образувайки оксихемоглобин (киселина), който поддържа нивото на рН. С помощта на карбоанхидраза има паралелно пречистване на кръвта на белите дробове от въглероден диоксид, който в еритроцитите се представя под формата на слаба двуосновна въглеродна киселина и карбаминохемоглобин, а в кръвта - въглероден диоксид и вода.
С намаляване на броя на слабите еритроцитидвуосновна въглена киселина, тя прониква от кръвта в еритроцита и кръвта се пречиства от въглероден диоксид. По този начин слабата двуосновна въглеродна киселина постоянно преминава от клетките в кръвта, а неактивните хлоридни аниони навлизат в еритроцитите от кръвта, за да поддържат неутралитет. В резултат на това средата в червените кръвни клетки е по-кисела, отколкото в плазмата. Всички буферни системи се основават на съотношението протон донор-акцептор (4:20), което е свързано с характеристиките на метаболизма на човешкото тяло, което образува по-кисели продукти от алкалните. Показателят за киселинен буферен капацитет е много важен тук.
Киселинно-алкален баланс, поддържан от буферии метаболитни трансформации в телесните тъкани. Това се улеснява от биохимичните и физикохимичните процеси. Те допринасят за загубата на киселинно-алкалните свойства на метаболитните продукти, тяхното свързване, образуването на нови съединения, които бързо се екскретират от тялото. Например, голямо количество млечна киселина се екскретира в гликоген, органичните киселини се неутрализират от натриеви соли. Силните киселини и основи се разтварят в липидите, а органичните киселини се подлагат на окисление, за да образуват въглена киселина.
По този начин, буферната система е първи помощник в нормализиранетокиселинно-алкален баланс в човешкото тяло. Стабилността на PH е необходима за нормалното функциониране на биологичните молекули и структури, органи и тъкани. При нормални условия буферните процеси поддържат баланс между появата и отстраняването на водородните йони и въглеродния диоксид, което помага да се поддържа постоянно ниво на pH в кръвта.
Ако буферните системи се провалят, тогавачовек развива патологии като алкалоза или ацидоза. Всички буферни системи са взаимосвързани и са насочени към поддържане на стабилен киселинно-алкален баланс. В човешкото тяло постоянно се образуват голям брой кисели продукти, което се равнява на тридесет литра силна киселина.
Осигурена е постоянството на реакциите в тялотомощни буфери: фосфат, протеин, хемоглобин и бикарбонат. Има и други буферни системи, но те са основните и най-необходимите за живия организъм. Без тяхна помощ човек ще започне да развива различни патологии, които могат да доведат до кома или смърт.
