Кислоты и основания внутренней среды

Кислотами называют вещества, способные при диссоциации в растворах выделять ион водорода (донаторы протона), а основаниями или щелочами — вещества, способные связывать ион водорода (акцепторы протона).

Вода в слабой степени диссоциирована на Н+ и ОН- ионы. При нейтральной реакции воды в ней имеется одинаковое количество Н+ и ОН- ионов, при 22 °С составляющее 10-7 каждого. Произведение Н+ и ОН- ионов в водном растворе независимо от того, нейтральный, кислый он или

Таблица 15.1. Соотношение величины pH и концентрации водородных ионов ([Н+])

pH	[Н+] нмоль/л
7,7	20
7,4 (Плазма)	40
7,3 (Цереброспинальная жидкость)	50
7,1 (Внутриклеточная жидкость)	80
7,00	100
6,9	126

Таблица 15.2. Актуальная реакция жидкостей организма

Наименование жидкостей	PH
Артериальная кровь	7,36-7,42
Венозная кровь	7,26-7,36
Цереброспинальная жидкость	7,24-7,5
Межклеточная жидкость тканей	7,26-7,38
Тканевая жидкость мышц	6,7-6,9
Поджелудочный сок	7,8-8,4
Желчь печеночная	7,3-8,0
Желчь пузырная	6,0-7,0
Слюна	5,8-7,8
Желудочный сок	1,4-1,8
Сок тонкой кишки	7,5-8,6
Сок толстой кишки	8,0-9,0

щелочной, всегда одинаково и равно: КГ7 • 10-7 = 10-14. Эта величина называется константой диссоциации воды. Очевидно, что если концентрация водородных ионов — [Н+] — будет расти, то число ОН- ионов — [ОН-] — будет уменьшаться.
Поскольку актуальная реакция водного раствора зависит от соотношения [Н+] и [ОН-], оценивать ее можно по одной из них, т. е., как это принято, по [Н+]. Таким образом, раствор с нейтральной реакцией имеет [Н+] = 10, с кислой реакцией — [Н+] gt;10-7, а со щелочной реакцией — [Н+] lt;10-7. Для оценки [Н+] используется отрицательный десятичный логарифм концентрации, который обозначается pH и называется водородным показателем. Таким образом, pH = —log[H+]. Следовательно, для нейтрального раствора pH = 7,0; для кислотного — lt;7, а для щелочного — gt;7. Соотношения величины pH и [Н+] приведены в табл. 15.1.
В норме величина pH в различных жидких средах организма неодинакова, но ее колебания невелики, pH внутриклеточной, тканевой жидкости и крови относится к числу жестких гомеостатических констант.

В табл. 15.2 приведены значения pH различных сред организма.
Кислоты образуются из принятой пищи и в результате межуточного обмена веществ. Процессы окисления в клетках обусловливают появление органических и минеральных кислот. Так, катаболизм серосодержащих аминокислот вызывает образование серной кислоты; фосфопротеины и нуклеопротеины ведут к образованию фосфорной и мочевой кислоты; липиды формируют свободные жирные кислоты; углеводы при окислении и гликолизе поставляют в кровь пировиноградную и молочную кислоту и т. п. Углекислый газ, образуемый как конечный продукт процессов окисления, также является кислотой, поскольку вместе с другим конечным продуктом окисления — водой — дает реакцию: С02 + Н20 -» Н2С03 -» Н+ + HCOJ
Углекислота является слабой кислотой, но служит в свою очередь источником углекислого газа, удаляемого через легкие, поэтому она еще называется летучей кислотой. Другие органические и неорганические кислоты называют нелетучими. Летучей кислоты образуется в организме намного больше (до 20 000 ммоль С02), чем нелетучих кислот (около 100 ммоль).
Кислоты, как промежуточный этап метаболизма, являются биохимической необходимостью, характеризующей процессы жизнедеятельности клетки. При этом интенсивность образования кислот при метаболизме является одним из основных факторов, обеспечивающих поступление протонов во внутреннюю среду. Протоны, поступающие с пищей, играют в pH внутренней среды существенно меньшую роль. Содержание свободных водородных ионов в жидкостях зависит от интенсивности их связывания основаниями и выделения во внешнюю среду.
Основания поступают в организм преимущественно в растительной пище, богатой щелочными и щелочноземельными солями. Образуются щелочи и клетками организма, например внешнесекреторными клетками поджелудочной железы, секрет которых богат ОН-.
Интенсивность образования кислот прямо связана с окислительно-восстановительными реакциями клеток, обеспечением их кислородом. При ограничении обеспечения клеток кислородом или наличии кислородного долга из-за чрезмерной потребности в нем усиливаются или активизируются процессы анаэробного гликолиза. Появляющиеся в клетках в избытке пировиноградная и молочная кислоты переходят в тканевую жидкость и кровь. Так происходит, например, при интенсивной мышечной работе за счет отставания возможности кислородного обеспечения от потребности в нем работающей мышцы, в результате для целей энергообеспечения скорость гликолиза повышается в сотни раз. Образующаяся при этом в избытке молочная кислота является причиной более низкого pH в тканевой жидкости скелетных мышц, чем в других тканях.
Однако, несмотря на поступление в кровь пировиноградной и молочной кислот, так же как и других нелетучих и летучих кислот, pH крови практически не меняется. Это свидетельствует о наличии в организме мощных гомеостатических систем, поддерживающих константу pH. К их числу относят физико-химические (буферные системы внутренней среды, тканевые обменные процессы) и физиологические гомеостатические системы (легкие, почки, желудочно-кишечный тракт, костная ткань).

<< | >>

↑

Источник: Ткаченко Б.И. Нормальная физиология человека. 2005

Еще по теме Кислоты и основания внутренней среды:

- Кардиология - Физиология человека - Философия здоровья -