Общая характеристика и классификация
Поддержание стабильного показателя pH жидких сред организма обеспечивается совокупностью взаимосвязанных буферных систем. Они локализуются в крови (плазме и эритроцитах), а также в межклеточных пространствах и клетках различных тканей.
В функциональном отношении все эти механизмы делят на две большие группы:
- Бикарбонатная (гидрокарбонатная) система;
- Небикарбонатная система, объединяющая гемоглобиновый, белковый и фосфатный буферы.
За сутки в организме образуется огромный объем кислых продуктов, эквивалентный нескольким литрам концентрированной соляной кислоты. Однако благодаря слаженной работе буферов кислотность крови удерживается в строгих физиологических границах.
Распределение буферов в крови
Компоненты буферных систем неравномерно распределены между жидкой частью крови и форменными элементами — эритроцитами:
| Среда крови | Преобладающие буферные системы |
|---|---|
| Плазма крови | Гидрокарбонатная, белковая, фосфатная (роль последней незначительна) |
| Эритроциты | Гемоглобиновая, гидрокарбонатная, а также следы органических фосфатов |
Такое разделение позволяет эффективно перераспределять ионы и нейтрализовать метаболиты как во время прохождения крови через ткани, так и в легких.
Гемоглобиновая буферная система
Данный механизм составляет третью часть всей емкости крови и является второй по мощности после гидрокарбонатного буфера. Буферная емкость по кислоте здесь выше, чем по щелочи.
Состав системы:
- Слабые кислоты: гемоглобин (H-Hb) и оксигемоглобин (HHbO₂);
- Калиевые соли этих кислот (K-Hb и K-HbO₂).
Интересно, что оксигемоглобин ведет себя как более сильная кислота по сравнению с обычным гемоглобином. Молекулы гемоглобина активно захватывают избыточные протоны водорода при закислении среды, возвращая показатели pH к норме. Система функционирует непосредственно внутри эритроцитов и играет ключевую роль в процессах дыхания.
Нарушения равновесия: ацидоз и алкалоз
Когда буферные механизмы истощаются или подвергаются чрезмерной нагрузке, происходит смещение pH крови, приводящее к патологическим состояниям:
- Ацидоз (смещение в кислую сторону) развивается на фоне голодания, сахарного диабета, шоковых состояний, тяжелой почечной недостаточности, легочных патологий (включая пневмонию и оттек легких), а также при передозировке некоторых лекарственных средств.
- Алкалоз (смещение в щелочную сторону) возникает при неукротимой рвоте, кишечной непроходимости и лихорадочных состояниях.
Для коррекции тяжелого ацидоза применяют внутривенное введение гидрокарбоната натрия, тогда как при алкалозах используют растворы аскорбиновой кислоты.
ГГФБ — Главные Головы Формируют Буфер (Гидрокарбонатный, Гемоглобиновый, Фосфатный, Белковый).
Вопросы с занятий и экзамена
Какие буферные системы преобладают в плазме крови?
В плазме крови главную роль играют гидрокарбонатный и белковый буферы. Фосфатный буфер в плазме присутствует, но его роль незначительна.
Какая буферная система является второй по мощности в крови?
Второй по мощности после гидрокарбонатного буфера является гемоглобиновая система, на долю которой приходится около одной трети всей буферной емкости крови.
Чем отличаются причины развития ацидоза и алкалоза?
Ацидоз провоцируют сахарный диабет, голодание, шок, почечная недостаточность и болезни легких. Алкалоз чаще связан с рвотой, кишечной непроходимостью и лихорадкой.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы действия гидрокарбонатного буфера в плазме
- Роль белков плазмы в поддержании кислотно-основного баланса
- Значение фосфатной буферной системы в клетках и моче
- Взаимосвязь дыхательной системы и буферных механизмов крови
- Константы диссоциации гемоглобина и оксигемоглобина (pKₐ)
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Буферные системы крови» и ещё 3 616 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.