Функциональная система поддержания постоянного pH

Кислотность среды воспринимается хеморецепторами, расположенными в рефлектогенных областях магистральных сосудов и в головном мозге. Главный центр по данным вопросам расположен в гипоталамусе, но ещё участвует и дыхательный центр.

Конечно, мы говорили о том, что существуют буферные системы, которые связывают протоны и гидроксид-ионы, препятствуя развитию ацидоза/алкалоза, но в том-то и дело, что они связали причинный ион, но из организма не вывели, для последнего и существуют органы, которые мы указали на рисунке функциональной системы. Разберёмся в особенностях их работы.

Лёгкие, а если быть точным, то дыхательные мышцы. Уровень лёгочной вентиляции определяет содержание углекислого газа в крови (чем интенсивнее вентиляция, тем сильнее «выветривается» углекислый газ), который, в свою очередь, закисляет кровь, так как может превращаться в угольную кислоту, способную диссоциировать и давать протоны. Лёгочная вентиляция способна очень быстро изменять свою интенсивность и существенно влиять на pH крови, поэтому это один из главных регуляторов (начальная мера по борьбе с ацидозом/алкалозом). Кстати этот механизм работает даже если причина ацидоза/алкалоза не в углекислом газе.

Почки. Являются одним из главных механизмов регуляции, особенно в долгосрочной перспективе. Почки в основном настроены на борьбу с ацидозом. Существует 4 механизма по выведению протонов из организма (запоминать их, пожалуй, необязательно).

Как видите, организм выводит протоны (фактор ацидоза), но всасывает натрий и гидрокарбонат, которые образуют соль со слабощелочной реакцией, плюс происходит восполнение ёмкости карбонатного буфера – всё это противостоит ацидозу. В случае алкалоза все эти механизмы просто угнетаются.

Органы желудочно-кишечного тракта. Они в меньшей степени участвуют в регуляции pH крови. В основном это делает печень. При ацидозе она запускает глюконеогенез, в котором расходуются различные кислоты (пируват, лактат, щавелеуксусная кислота и тд), чем больше кислот израсходует, тем меньше те будут давать протонов и тем слабее ацидоз. В случае алкалоза печень активирует различные пути катаболизма, в основном гликолиз, ПДК, ЦТК, в которых образуются кислые продукты, что нейтрализует алкалоз. Желудок же секретирует в свой просвет кислое содержимое, а кровь при этом защелачивает. Кишечник (да и поджелудочная) секретируют слабо щелочное содержимое, а кровь закисляют.

Что можно сказать о поведенческой регуляции? Человек может употребить в пищу кислые или щелочные продукты питания для нейтрализации ацидоза/алкалоза.

В плане взаимоотношений метаболизма и pH всё просто. Чем активнее метаболизм, тем кислее среда (продукты катаболизма кислые). Сильное изменение pH нарушает метаболизм, так как все ферменты имеют свой pH-оптимум, выход за пределы которого чреват снижением активности ферментов.