Физиологические механизмы поддержания КОС

Дыхательная система. Ионы водорода оказывают возбуждающее действие на дыхательный центр головного мозга. Ацидемия увеличивает альвеолярную вентиляцию в 4–5 раз по сравнению с нормой, в то время как алкалемия снижает ее до 50–70 % от нормы. Изменения происходят быстро — за 1–2 мин; в течение этого времени легкие удаляют или задерживают СО₂ в прямой зависимости от рН артериальной крови. Увеличение вентиляции легких в 2 раза повышает рН крови ~ на 0,2, снижение вентиляции на 25 % может уменьшить рН крови на 0,3–0,4. Здоровые легкие не могут полностью ликвидировать нарушения КОС (эффективность респираторной системы составляет 50–70 %).

С легочным механизмом регуляции КОС непосредственно связана гидрокарбонатная буферная система крови, находящаяся в равновесии с газообразным СО₂. Накопление в организме угольной кислоты вызывает компенсаторную гипервентиляцию (одышку), приводящую к удалению избытка СО₂ с выдыхаемым воздухом. Компенсаторная гиповентиляция при алкалозе приводит к сохранению СО₂ и восстановлению запасов Н₂СО₃ в крови.

Участие гемоглобиновой буферной системы в регуляции КОС связано с кислородтранспортной функцией гемоглобина. Освобождение протона при оксигенировании гемоглобина компенсирует подщелачивание крови в капиллярах легких, обусловленное снижением концентрации СО₂. Дезоксигенированный Hb в капиллярах тканей связывает протоны и предотвращает понижение рН крови.

Почки регулируют кислотно-щелочное состояние, устраняя или уменьшая нарушения путем экскреции протонов (Н⁺) и увеличивая или снижая [НСО₃ˉ] в жидких средах организма. Секреция H⁺ регулируется содержанием CO₂ во внеклеточной жидкости: чем выше концентрация СО₂, тем больше экскреция Н⁺, что приводит к повышению кислотности мочи. Когда выделяются H⁺, в почках образуется HCO₃ˉ, что способствует поддержанию в организме соотношения кислота / основание на уровне 1:20. Если во внеклеточной жидкости увеличивается НСО₃ˉ или уменьшается [Н⁺], почки задерживают H⁺ и выводят HCO₃^--, в этом случае моча становится щелочной. рН мочи также зависит от характера питания и колеблется в норме в диапазоне 4,5–7,8 (чаще около 6,0). Время восстановления нарушенного КОС может быть от часов до нескольких суток.