Физико-химические гомеостатические механизмы

Буферные системы крови и тканей. Как в условиях нормальной жизнедеятельности, так и при воздействии на организм чрезвычайных факторов, поддержание кислотно-щелочного гомеостаза обеспечивается в первую очередь физико-химическими регуляторными механизмами.

Особое место среди этих механизмов занимает карбонатная буферная система

Другой буферной системой плазмы является фосфатный буфер, образованный одно- и двухосновными фосфатными солями:

Третьей буферной системой крови являются белки

Таким образом, расход гидрокарбоната NaHCO₃ в системе карбонатного буфера при "агрессии" кислот компенсируется за счет щелочных протеинатов, фосфатов и солей гемоглобина.

Чрезвычайно важное значение имеет также обмен ионов Сl^- и НСО^-₃между эритроцитами и плазмой. Когда концентрация углекислоты в плазме увеличивается, концентрация С1^- в ней уменьшается, так как Сl^- переходит в эритроциты. Основным источником Сl^- в плазме является хлорид натрия; следовательно, повышение концентрации угольной кислоты вызывает разрыв связи между Na⁺ и Сl^- и их разделение, причем Сl^- входят в эритроциты, a Na⁺ остаются в плазме, поскольку мембрана эритроцитов для них практически непроницаема. Создающийся избыток Na⁺ соединяется с избытком НСО^-₃, образуя бикарбонат натрия, восполняя его убыль, возникшую в результате закисления крови, и поддерживая тем самым постоянство pH крови.

Снижение Рсо₂ вызывает обратный процесс: Сl^- выходят из эритроцитов, соединяясь с избытком Na⁺, освободившимся из бикарбоната, и предупреждая этим защелачивание крови. Указанные перемещения ионов через полупроницаемую мембрану эритроцитов объясняются одним из правил Доннана, гласящим, что отношения концентраций ионов, способных проходить через мембрану, должны быть равны по обе стороны мембраны. Это процесс имеет исключительную важность для поддержания pH крови, Cl^-_эр/Cl^-_пл = 0,48-0,52 может служить одним из показателей состояния кислотно-щелочного гомеостаза.

Большая роль в поддержании кислотно-щелочного гомеостаза принадлежит буферным системам тканей, которые поддерживают постоянство внутритканевого pH и участвуют в регуляции pH крови. В тканях имеются карбонатная и фосфатная буферные системы. Однако особую роль играют тканевые белки, которые способны связывать очень большие количества кислот и щелочей. Наиболее выраженная буферная емкость у коллагеновой субстанции соединительной ткани, способной также связывать кислоты путем их адсорбции.